Az ETH zürichi kutatói egy ultragyors chipet találtak ki, amelyet a gyors elektronikus jelek közvetlen ultragyors fényjelekké történő átalakítására használnak a jel minőségének romlása nélkül. Ez az első alkalom, hogy az elektronikus és a fényalapú elemeket ugyanazon a chipen egyesítik. A kísérletet németországi, amerikai, izraeli és görögországi partnerekkel együttműködve végezték. Ez technikai szempontból ez a lépcsőfok, mivel jelenleg ezeket az elemeket külön chipeken kell gyártani, majd vezetékekkel kell összekötni.
Amikor az elektronikus jeleket külön jelek segítségével könnyű jelekké alakítják, a jel minősége csökken, és a fény segítségével történő adatátvitel sebessége is akadályozható. Ez azonban nem igaz az új plazmonikus chipre, amely egy modulátorral érkezik, a chip azon összetevőjével, amely adott intenzitású fényt generál az elektromos jelek fényhullámokká alakításával. A modulátor kis mérete biztosítja, hogy az átalakítási folyamat és a fény minősége és intenzitása ne csökkenjen, inkább az adatok gyors továbbítása. Az elektronika és a plazmonika kombinációja egyetlen chipen lehetővé teszi a fényjelek erősítését és gyorsabb adatátvitelt biztosít.
Az elektronikus és fotonikus alkatrészeket szorosan egymásra helyezzük, mint két réteget, és közvetlenül a chipre helyezzük a „on-chip vias” segítségével, hogy a lehető legkisebb legyen. Az elektronika és a fotonika ezen rétege lerövidíti az átviteli útvonalakat és csökkenti a jel minőségének veszteségeit. Ezt a megközelítést találóan „monolitikus kointegrációnak” nevezik, mivel az elektronikát és a fotonikát egyetlen hordozón hajtják végre. A chip fotonrétege tartalmaz egy plazmonikus intenzitású modulátort, amely segít az elektromos jelek még gyorsabbá alakításában, mivel a fémszerkezetek a fényt nagyobb sebesség elérésére irányítják.
A négy alacsonyabb fordulatszámú bemeneti jel kötegelve és felerősítve nagysebességű elektromos jelet képez, amelyet aztán nagysebességű optikai jellé alakítanak át. Ezt a folyamatot „4: 1 multiplexelésnek” nevezik, ami először tette lehetővé az adatok monolit chipen történő továbbítását másodpercenként 100 gigabitnél nagyobb sebességgellehetséges. A nagy sebességet a plazmonikusok klasszikus CMOS elektronikával és még gyorsabb BiCMOS technológiával történő kombinálásával érték el. Emellett új hőmérséklet-stabil, elektro-optikai anyagokat a Washingtoni Egyetemről, valamint a Horizon 2020 PLASMOfab és plaCMOS projektjeiből származó információkat. A kutatók meg vannak győződve arról, hogy ez az ultragyors chip gyorsan előkészíti az utat a gyors adatátvitel érdekében a jövő optikai kommunikációs hálózataiban.