El grafeno hará posible las comunicaciones ultrarrápidas

Según un nuevo estudio, publicado esta semana en 'Nature Communications', es posible manipular los dispositivos de grafeno para su uso como fotodetectores en las comunicaciones ópticas de alta velocidad del futuro.
Mediante la combinación del grafeno con nanoestructuras metálicas, éstas logran recolectar veinte veces más luz; este descubrimiento allana el camino para los avances para un Internet de alta velocidad y otras comunicaciones.
En el estudio han participado científicos de las Universidades de Manchester (donde el grafeno fue descubierto en 2004) y Cambridge, incluyendo a Andre Geim y Kostya Novoselov, los ganadores del Premio Nobel de Física en 2010 por sus "experimentos innovadores en relación con el material bidimensional grafeno".
Mediante la colocación de dos cables metálicos muy juntos en la parte superior del grafeno y proyectando luz brillante sobre esta estructura, los investigadores habían demostrado previamente que ésta genera energía eléctrica. Los dispositivos de grafeno pueden ser increíblemente rápidos, decenas y, posiblemente, cientos de veces más rápidos que los cables de Internet más veloces, lo cual se debe a la naturaleza única de los electrones en el grafeno, su gran movilidad y su alta velocidad.
El mayor obstáculo para las aplicaciones prácticas de estos dispositivos, por lo demás muy prometedoras, ha sido su baja eficiencia. El problema es que el grafeno -el material más fino del mundo- absorbe poca luz, aproximadamente sólo el 3%, dejando escapar el resto sin que contribuya a la energía eléctrica. Los investigadores de Manchester han solucionado este problema mediante la combinación de grafeno con diminutas estructuras metálicas, especialmente dispuestos en la parte superior del grafeno. Estas nanoestructuras, llamadas plasmónicas, han logrado concentrar la luz dentro de la capa de carbono de un átomo de espesor. Mediante el uso de las nanoestructuras plasmónicas, el rendimiento para captar luz del grafeno aumentó en veinte veces sin sacrificar nada de su velocidad.
En el futuro, esta eficiencia podrá ser mejorada aún más. Según el doctor Alexander Grigorenko, experto en plasmónica y miembro destacado del equipo, "el grafeno parece un compañero natural de la plasmónica. Esperábamos que las nanoestructuras plasmónicas mejoraran la eficiencia de los dispositivos basados en el grafeno, pero ha sido una sorpresa agradable que las mejoras hayan sido tan notables".
Por su parte, el doctor Novoselov agrega que "la tecnología de producción de grafeno madura día a día, lo cual tiene un impacto inmediato tanto en el tipo de física que encontramos en este material como en su viabilidad y la gran gama de posibles aplicaciones.
Muchas compañías electrónicas líderes consideran la utilización del grafeno para la próxima generación de dispositivos. Este trabajo sin duda aumenta aun más las posibilidades comerciales del grafeno". El profesor Andrea Ferrari, del departamento de Ingeniería de Cambridge, quien ha dirigido la colaboración de la universidad a la que pertenece, afirmó que "hasta ahora, el foco principal de la investigación del grafeno se ha centrado en su física fundamental y en los dispositivos electrónicos.
Sin embargo, estos nuevos resultados muestran su gran potencial en el campo de la fotónica y la optoelectrónica, donde la combinación de sus propiedades únicas, ópticas y electrónicas, con nanoestructuras plasmónicas, pueden aprovecharse al máximo".
El grafeno es un novedoso material de dos dimensiones, que puede ser observado como una monocapa de átomos de carbono dispuestos en una retícula hexagonal. Se trata de un material extraño que posee un gran número de propiedades únicas y, actualmente, se considera su uso en muchas nuevas tecnologías.