Investigadores del proyecto Graphene Flagship, una de las mayores iniciativas de investigación de la Comisión Europea, demostró que los dispositivos fotónicos integrados basados ​​en grafeno ofrecen una solución única para la próxima generación de comunicaciones ópticas. Los investigadores de la iniciativa han demostrado cómo las propiedades del grafeno permiten que las comunicaciones de ancho de banda ultra amplio junto con un bajo consumo de energía cambien radicalmente la forma en que se transmiten los datos a través de los sistemas de comunicaciones ópticas. Esto podría convertir a los dispositivos integrados en grafeno en el ingrediente clave en la evolución de 5G, Internet de las cosas (IoT), e Industria 4.0. Los hallazgos fueron publicados en Materiales de Nature Reviews y resaltado en la portada.

"A medida que las tecnologías de semiconductores convencionales se acercan a sus limitaciones físicas, necesitamos explorar tecnologías completamente nuevas para hacer realidad nuestras visiones más ambiciosas de una futura sociedad global interconectada, "explica Wolfgang Templ, Jefe del Departamento de Investigación de Transceptores en Nokia Bell Labs en Alemania, que es un socio insignia de Graphene. "El grafeno promete un paso significativo en el rendimiento de componentes clave para comunicaciones ópticas y de radio más allá de los límites de rendimiento de las tecnologías de componentes convencionales basadas en semiconductores". Paola Galli, Nokia IP y redes ópticas Miembro del personal técnico, está de acuerdo:"La fotónica de grafeno ofrece una combinación de ventajas para convertirnos en un elemento de cambio. Necesitamos explorar nuevos materiales para ir más allá de los límites de las tecnologías actuales y satisfacer las necesidades de capacidad de las redes futuras".

The Graphene Flagship presenta una visión para el futuro de la fotónica integrada basada en grafeno, y proporciona estrategias para mejorar el consumo de energía, capacidad de fabricación e integración a escala de obleas. Con esta nueva publicación, Los socios insignia de Graphene también proporcionan una hoja de ruta para los dispositivos fotónicos basados ​​en grafeno que superan los requisitos tecnológicos para la evolución de los mercados de telecomunicaciones y datos impulsados ​​por 5G. IoT, y la Industria 4.0. "El grafeno integrado en un circuito fotónico es de bajo costo, tecnología escalable que puede operar enlaces de fibra a velocidades de datos muy altas, "dijo Marco Romagnoli, del socio insignia de Graphene CNIT, el Consorcio Nacional Interuniversitario de Telecomunicaciones de Italia.

Antonio D'Errico, del socio insignia de Graphene, Ericsson Research, explica cómo "el grafeno para la fotónica tiene el potencial de cambiar la perspectiva de la tecnología de la información y las comunicaciones de una manera disruptiva. Este artículo publicado en Materiales de Nature Reviews explica cómo habilitar nuevas redes ópticas ricas en funciones. Me complace decir que esta información fundamental ahora está disponible para cualquier persona interesada en todo el mundo ".

Esta asociación industrial y académica, compuesto por empresas y centros de investigación de cinco países europeos diferentes, ha desarrollado una visión convincente para el futuro de la integración fotónica del grafeno. El equipo involucra a investigadores del CNIT, Ericsson, IMEC, Nokia Laboratorios Nokia Bell, AMO, ICFO y la Universidad de Cambridge. Estas colaboraciones están en el corazón del Graphene Flagship, creado por la Comisión Europea para apoyar la comercialización de grafeno y materiales relacionados hasta 2023. "El Graphene Flagship es un ecosistema único en el que los socios industriales y académicos trabajan juntos durante un período más largo que un proyecto normal de la UE. Esta sinergia durante un período duradero produce resultados sin precedentes tanto en ciencia como en innovación, "comenta Romagnoli.

"La colaboración entre la industria y la academia es clave para el trabajo exploratorio hacia una tecnología de componentes completamente nueva. La investigación en esta fase conlleva riesgos significativos, por eso es importante que la investigación académica y los laboratorios de investigación de la industria se unan a las mentes más brillantes para resolver los problemas fundamentales. La industria puede dar una perspectiva sobre las preguntas de investigación relevantes para el potencial en sistemas futuros, ", agrega Templ de Nokia Bell Labs." Gracias a un intercambio mutuo de información, podemos madurar la tecnología y considerar todos los requisitos para una futura industrialización y producción en masa de componentes basados ​​en grafeno ".

"Este caso ejemplifica el poder de las tecnologías de grafeno para transformar las aplicaciones de vanguardia en las telecomunicaciones. Ya comenzamos a ver los frutos de las inversiones de Graphene Flagship al pasar del desarrollo de materiales a la integración a nivel de componentes y sistemas. "explica Kari Hjelt, Jefe de Innovación del Graphene Flagship.

La fotónica de grafeno ofrece ventajas tanto en rendimiento como en fabricación sobre el estado de la técnica. El grafeno puede asegurar la modulación, Rendimiento de detección y conmutación que cumple con todos los requisitos para la próxima evolución en la fabricación de dispositivos fotónicos. "Apuntamos a transceptores ópticos altamente integrados que permitan velocidades de bits ultra altas mucho más allá de un terabit por segundo por canal óptico. Estos sistemas específicos se diferenciarán de sus precursores basados ​​en semiconductores por una complejidad sustancialmente menor, la disipación de energía y el factor de forma van de la mano con una mayor flexibilidad y sintonía, "explica Templ.

Daniel Neumaier del socio insignia de Graphene AMO GmbH, también líder de la división insignia de grafeno en integración de electrónica y fotónica, añade:"Los enlaces de comunicación óptica serán cada vez más importantes en 5G para soportar las altas velocidades de datos requeridas en todos los nodos. Los componentes ópticos basados ​​en grafeno integrados en una plataforma de silicio podrán ofrecer un mayor rendimiento y un proceso de producción de bajo costo , por lo tanto, se espera que se conviertan en componentes clave en la era 5G ".

"Este documento presenta un caso claro de por qué un enfoque integrado de fotónica basada en silicio y grafeno puede cumplir y superar los requisitos previsibles de las tasas de datos cada vez mayores en los futuros sistemas de telecomunicaciones, "dice Andrea C. Ferrari, profesor de la Universidad de Cambridge, Oficial de ciencia y tecnología de Graphene Flagship y presidente de su panel de administración. "El advenimiento del Internet de las cosas y la era 5G representan oportunidades únicas para que el grafeno demuestre su máximo potencial, ", concluye.

El Graphene Flagship es una de las mayores iniciativas de investigación de la Unión Europea. Con un presupuesto de mil millones de euros, representa una nueva forma de articulación, iniciativa de investigación coordinada a una escala sin precedentes. El objetivo general del Graphene Flagship es llevar el grafeno y materiales relacionados del ámbito de los laboratorios académicos a la sociedad europea. facilitar el crecimiento económico y crear nuevos puestos de trabajo, en el espacio de diez años. A través de un consorcio que combina cerca de 150 socios, tanto académico como industrial, el esfuerzo de investigación cubre toda la cadena de valor, desde la producción de materiales hasta la integración de componentes y sistemas, y tiene como objetivo varios objetivos específicos que explotan las propiedades únicas del grafeno y materiales relacionados.