Controlan la luz comprimida sin perder energía en circuitos de grafeno

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Instituto de Ciencias Fotónicas
Simulación de plasmones que se propagan en una heteroestructura de nitruro de boro. FOTO: ICFO

Comprimir la luz en circuitos pequeños y controlar su flujo eléctrico era, hasta el descubrimiento del grafeno, como un santo grial. Sin embargo, existía una rápida pérdida de energía en el proceso, que limitaba el rango al que ésta podía viajar. Ahora, un estudio del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona (ICFO), ha demostrado que combinando el grafeno con nitruro de boro, se puede controlar la luz en los circuitos con una “mínima pérdida de energía”.

Según ha explicado el autor principal del trabajo, Frank Koppens, desde el descubrimiento del grafeno, muchos otros materiales bidimensionales han sido aislados en el laboratorio. Un ejemplo de estos es el nitruro de boro, un buen aislante. Y ha sido una combinación de estos dos materiales bidimensionales únicos la que ha proporcionado la solución a la hora de controlar la luz en pequeños circuitos, así como la supresión de pérdidas de energía.

Cuando el grafeno se encapsula con nitruro de boro, los electrones pueden viajar, enérgicamente, largas distancias sin dispersiones, incluso a temperatura ambiente. Esta investigación demuestra ahora que el material grafeno/nitruro de boro es también un excelente anfitrión para una luz fuertemente confinada así como la supresión de pérdida de plasmones.

Al respecto, Koppens ha comentado que “es remarcable poder manipular la luz 150 veces más lentamente que la propia velocidad de la luz y a escalas de onda 150 veces inferiores que la longitud de onda de la luz”. “En combinación con todas las capacidades eléctricas existentes para controlar circuitos ópticos a nanoescala, uno puede imaginar oportunidades muy alentadoras para futuras aplicaciones”, ha apuntado.

La investigación, publicada en ‘Nature Materials‘, ha sido definida por sus autores como “el comienzo de una serie de descubrimientos sobre las propiedades nano-optoelectrónicas de una nueva hetero-estructura que fue descubierta anteriormente por la Columbia University“. En este sentido, el científico James Hone ha destacado que “el nitruro de boro ha mostrado ser el colaborador ideal para el grafeno y esta maravillosa combinación de materiales continúa sorprendiéndonos con sus extraordinarios potenciales en muchas áreas”.

“Ahora podemos comprimir la luz y al mismo tiempo propagarla a distancias considerables a través de nano materiales. En el futuro, gracias a las insignificantes pérdidas de plasmones, se podría conseguir que el procesamiento de señal y computacional sea mucho más rápido, con una sensibilidad óptica más eficiente”, ha concluido otro de los responsables de la investigación, Rainer Hillenbrand.

 

 

 

 



 

 

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