Como paso importante hacia la integración del grafeno en la fotónica de silicio, Los investigadores de Graphene Flagship han publicado un artículo que muestra cómo el grafeno puede proporcionar una solución simple para la fotodetección de silicio en las longitudes de onda de las telecomunicaciones. Publicado en Nano letras , esta interesante investigación es una colaboración entre la Universidad de Cambridge (Reino Unido), La Universidad Hebrea (Israel) y la Universidad John Hopkins (EE. UU.).

La misión del Graphene Flagship es traducir el grafeno fuera del laboratorio académico, a través de la industria y en la sociedad. Este objetivo amplio y ambicioso ha estado a la vanguardia de las decisiones tomadas para dirigir el buque insignia; se centra en áreas de problemas reales en las que puede marcar una diferencia real, como en las comunicaciones ópticas.

Las comunicaciones ópticas son cada vez más importantes porque tienen el potencial de resolver uno de los mayores problemas de nuestra era de la información:el consumo de energía. Casi todo lo que hacemos en la vida diaria consume información y toda esta información es impulsada por energía. Si queremos cada vez más información, necesitamos cada vez más energía. En el futuro cercano, los principales consumidores de tráfico de datos serán la comunicación de máquina a máquina y la Internet de las cosas (IoT).

Para habilitar IoT y el nivel de información que requiere, La fotónica de silicio actual tiene un problema:necesita diez veces más energía de la que podemos proporcionar. Entonces, si queremos esto nuevo, mejora de la era de Internet, nueva tecnologia, Es necesario encontrar soluciones energéticamente eficientes. Por eso es tan importante el impulso hacia la comunicación óptica basada en grafeno.

En los últimos años, las comunicaciones ópticas han aumentado su viabilidad sobre las interconexiones electrónicas estándar basadas en metales. El fotodetector de silicio que se utiliza actualmente en las comunicaciones ópticas tiene un problema importante cuando se trata de detectar datos en el rango del infrarrojo cercano. que es el rango utilizado para las telecomunicaciones. La industria de las telecomunicaciones ha superado este problema integrando absorbentes de germanio con los dispositivos fotónicos de silicio estándar. Han podido hacer dispositivos completamente funcionales en chips utilizando este proceso. Sin embargo, este proceso es complejo.

En el nuevo periódico, el grafeno está interconectado con silicio en chip para producir fotodetectores de barrera Schottky de alta capacidad de respuesta. Estos fotodetectores basados ​​en grafeno logran una capacidad de respuesta de 0,37 A / W a 1,55 μm mediante la multiplicación de avalanchas. Esta alta capacidad de respuesta es comparable a la de los detectores de germanio de silicio que se utilizan actualmente en la fotónica de silicio.

Prof. Andrea Ferrari del Cambridge Graphene Centre, quien también es el Oficial de Ciencia y Tecnología y el Presidente del Panel de Gestión del Graphene Flagship, declaró; "Este es un resultado significativo que demuestra que el grafeno puede competir con el estado actual de la técnica al producir dispositivos que pueden fabricarse de manera más simple, económicos y funcionan en diferentes longitudes de onda. Allanando así el camino para la fotónica de silicio integrada con grafeno ".

Dr. Ilya Goykhman, de la Universidad de Cambridge, y el autor principal del artículo, dijo; "La visión aquí es que el grafeno juegue un papel importante en la habilitación de las tecnologías de comunicación óptica. Este es un primer paso hacia esto, y, durante los próximos dos años, el objetivo de los paquetes de trabajo de integración a escala de obleas y optoelectrónica del buque insignia es hacer que esto realmente suceda ".

Hablando más sobre Graphene Flagship y su enfoque colaborativo de investigación, El profesor Ferrari comentó:"El grafeno puede vencer a la tecnología fotónica de silicio actual en términos de consumo de energía. Graphene Flagship está invirtiendo una gran cantidad de recursos en la integración a escala de obleas con la creación de un nuevo paquete de trabajo. Hemos identificado una visión, donde el grafeno es la columna vertebral de la comunicación de datos, y planeamos tener un banco de telecomunicaciones capaz de transferir 4x28 GB / s para 2018. La investigación en este Nano letras el papel es el primer paso para lograr esa visión, cuya importancia es claramente reconocida por empresas como Ericsson y Alcatel-Lucent que se han unido al Flagship para ayudar a desarrollarlo ".

"Hemos demostrado el potencial del detector, pero también necesitamos producir un modulador basado en grafeno para tener un sistema de telecomunicaciones ópticas de baja energía y el buque insignia está trabajando duro en este problema. El buque insignia ha reunido a las personas adecuadas en el lugar adecuado en el momento adecuado para trabajar juntos hacia este objetivo. Europa estará a la vanguardia de esta tecnología. Es un gran desafío y una gran oportunidad para Europa, Dado que los dispositivos tienen un valor agregado tan alto, será rentable fabricar el dispositivo en Europa, manteniendo el valor de la tecnología dentro de la comunidad europea. "dijo el profesor Ferrari.