Mémoire memristive optique pour un processeur plasmonique adressable – POMMARD

Le projet comprend quatre work packages scientifiques. Le premier est dédié à la réalisation et l'étude de la mémoire mémristive optique (OMM) plasmonique interfacée avec l'ALU. Les aspects de rémanence, fiabilité, effacement seront aussi étudiés. Le second explorera l'insertion des nanodiamants par nanoxérographie, les études optiques en champ proche et l'optimisation des réponses optiques linéaires de la cavité pour maximiser le couplage de l'émission des émetteurs avec celle-ci et le stockage du signal de sortie («résultat«) de l'ALU. Le troisème WP développera les guides d'ondes qui portent le signal optique binaire jusqu'aux ports d'entrées de l'ALU soit directement soit via les centre NV des nanodiamants insérés par nanoxerographie. Le dernier WP intègre les fonctionnalités de transfert, de traitement et de stockage de l’information optique.
L'objectif est de fabriquer des ALU avec des guides en entrées et la mémoire OMM en sortie puis de tester le stockage du signal de sortie de l'ALU pour une excitation sur 1 ou 2 ports d'entrées. Ce dernier cas constituera le démonstrateur d'un processeur tout-optique à 2x1 bit dont le calcul sera mémorisé.
POMMARD regroupe les expertises en nanofabrication et mesures optiques de l'ICB (Dijon), du CEMES et du LPCNO (Toulouse), pour concevoir des solutions compactes et économes en énergie pour la gestion de données optiques.

POMMARD développe un concept nanooptique intégré capable de recevoir, traiter et stocker un signal optique digital.
Le projet se base sur une approche novatrice des calculateurs tout-optique avec des unités arithmétiques et logiques (ALU) sans interconnexion créées dans des cavités plasmoniques 2D. Dans ces dispositifs booléens, les entrées binaires sont codées par des états de polarisation optique et les sorties correspondent à une intensité de photoluminescence. Ces calculateurs sont efficaces pour le traitement booléen mais présente des limites: le résultat du calcul n'est pas enregistré et l'excitation par lasers limite le nombre d'ALU utilisables.
Pour surmonter ces défis, POMMARD explore d'abord le concept de mémoire memristive optique plasmonique (OMM) pour le stockage local d'un signal optique. Ensuite, une intégration hybride de l'excitation optique sera réalisée avec des guides d'ondes diélectriques transportant le signal d'entrée vers plusieurs ALU. L'incorporation précise de nanodiamants portant des centres NV entre les guides et l'ALU par nanoxérographie AFM optimisera l'efficacité d'excitation de l'ALU en localisant la source de lumière et grâce à la conversion de polarisation.
Le projet comprend quatre work packages scientifiques. Le premier est dédié à la réalisation et l'étude de la mémoire mémristive optique (OMM) plasmonique interfacée avec l'ALU. Les aspects de rémanence, fiabilité, effacement seront aussi étudiés. Le second explorera l'insertion des nanodiamants par nanoxérographie, les études optiques en champ proche et l'optimisation des réponses optiques linéaires de la cavité pour maximiser le couplage de l'émission des émetteurs avec celle-ci et le stockage du signal de sortie ("résultat") de l'ALU. Le troisème WP développera les guides d'ondes qui portent le signal optique binaire jusqu'aux ports d'entrées de l'ALU soit directement soit via les centre NV des nanodiamants insérés par nanoxerographie. Le dernier WP intègre les fonctionnalités de transfert, de traitement et de stockage de l’information optique. L'objectif est de fabriquer des ALU avec des guides en entrées et la mémoire OMM en sortie puis de tester le stockage du signal de sortie de l'ALU pour une excitation sur 1 ou 2 ports d'entrées. Ce dernier cas constituera le démonstrateur d'un processeur tout-optique à 2x1 bit dont le calcul sera mémorisé.
POMMARD regroupe les expertises en nanofabrication et mesures optiques de l'ICB (Dijon), du CEMES et du LPCNO (Toulouse), pour concevoir des solutions compactes et économes en énergie pour la gestion de données optiques.