El grafeno ha sido el foco de una intensa investigación tanto en entornos académicos como industriales debido a sus propiedades únicas de conducción eléctrica. Como el material más delgado conocido por el hombre, el grafeno es esencialmente bidimensional y tiene propiedades electrónicas y fotónicas distintas de los materiales 3D convencionales. Investigadores de la Universidad de Purdue (Todd Van Mechelen, Wenbo Sun y Zubin Jacob) han demostrado que el fluido viscoso del grafeno (los electrones que chocan en los sólidos pueden comportarse como fluidos) soporta ondas electromagnéticas unidireccionales en el borde. Estas "ondas de borde" están vinculadas a una nueva fase topológica de la materia y simbolizan una transición de fase en el material, similar a la transición de sólido a líquido.

Una característica notable de esta nueva fase del grafeno es que la luz viaja en una dirección a lo largo del borde del material y es resistente al desorden, las imperfecciones y la deformación. Los investigadores de Purdue han aprovechado este efecto no recíproco para desarrollar "circuladores topológicos", enrutadores de señales unidireccionales, los más pequeños del mundo, que podrían ser un gran avance para el procesamiento totalmente óptico en un chip.

Los circuladores son un bloque de construcción fundamental en los circuitos ópticos integrados, pero se han resistido a la miniaturización debido a sus componentes voluminosos y al ancho de banda estrecho de las tecnologías actuales. Los circuladores topológicos superan esto al ser tanto de ultra-sublongitud de onda como de banda ancha, habilitados por una fase electromagnética única de la materia. Las aplicaciones incluyen enrutamiento de información e interconexiones entre sistemas informáticos cuánticos y clásicos.

La investigación fue publicada en Nature Communications . + Explora más

Los investigadores proponen una nueva fase topológica de la materia atómica que alberga 'skyrmions fotónicos'