¿Qué se puede conseguir si se combina el grafeno con nanoestructuras metálicas? Un nuevo estudio, realizado en el Reino Unido, anuncia la posibilidad de perfeccionar la capacidad de captación de luz del grafeno, lo que podría llegar a traducirse en una Internet ultrarrápida. Publicado en la revista Nature Communications, ha sido financiado parcialmente por fondos de tres proyectos de la UE: RODIN, GRAPHENE y NANOPOTS. RODIN («Nanoestructuras de grafeno en suspensión») cuenta con un apoyo económico por valor de 2,85 millones de euros al amparo del tema «Nanociencias, nanotecnologías, materiales y nuevas tecnologías de producción (NMP)», encuadrado en el Séptimo Programa Marco (7PM). Los proyectos GRAPHENE («Física y aplicaciones del grafeno») y NANOPOTS («Optoelectrónica de polímeros basada en nanotubos») han recibido subvenciones de inicio (Starting Grants) del Consejo Europeo de Investigación por un importe de 1,78 millones y 1,8 millones de euros respectivamente.
Un equipo de científicos, entre ellos los profesores Andre Geim y Kostya Novoselov de las universidades de Cambridge y Manchester (Reino Unido), ganadores del Premio Nobel, ha reunido las piezas de un rompecabezas que, una vez resuelto, podría mejorar las características de los dispositivos de grafeno de cara a su empleo como fotodetectores en futuros sistemas ópticos de comunicaciones de alta velocidad.
La combinación del grafeno con nanoestructuras metálicas ha desencadenado un tremendo avance en las tecnologías de captación de luz con grafeno, sin perder ni un ápice de velocidad. Esto no solo serviría para acelerar Internet, sino que también supondría un refuerzo para otras redes de comunicaciones. Una de las características clave de los dispositivos de grafeno es que son muy rápidos, más que los cables que actualmente se usan para Internet.
Se colocaron encima de una pieza de grafeno dos cables metálicos, separados por una distancia mínima, para luego exponer dicha estructura a una fuente de luz. Con este dispositivo se pudo generar electricidad. De acuerdo con los investigadores, se puede considerar este dispositivo tan sencillo como una célula fotoeléctrica básica.
El desafío más importante que se encontraron en el trabajo fue cómo resolver el problema de la baja eficiencia. El grafeno es el material más fino del planeta, de forma que no absorbe más del 3 % de la luz. El resto de la luz lo atraviesa sin contribuir a generar electricidad. Para conseguir los resultados que perseguía, el equipo combinó el grafeno con unas diminutas estructuras metálicas dispuestas encima de la pieza de dicho material.
Denominadas plasmónicas, estas nanoestructuras sirvieron de ayuda para que el grafeno mejorase su capacidad de detección del campo optoelectrónico, concentrando y reteniendo la luz dentro de la lámina de carbono de un átomo de espesor.
El Dr. Alexander Grigorenko, de la Universidad de Manchester, afirma que «el grafeno parece un aliado natural para las estructuras plasmónicas». «Aunque ya esperábamos que las nanoestructuras plasmónicas favoreciesen la eficiencia de los dispositivos basados en el grafeno, nos hemos llevado una sorpresa muy agradable al ver unos avances tan abultados.»
Por su parte, el profesor Novoselov, también de la Universidad de Manchester, expone que: «La tecnología de producción del grafeno se va perfeccionando día a día, y eso ejerce un efecto inmediato tanto sobre la física que nos encontramos en este material, que es interesantísima, como en la viabilidad práctica de una vasta gama de aplicaciones. Son muchas las empresas líderes en electrónica que ya sopesan las posibilidades del grafeno de cara a la nueva generación de dispositivos. Lo cierto es que este trabajo incrementa aún más esas perspectivas.»
El profesor Andrea Ferrari, de la Universidad de Cambridge, comenta acerca de los hallazgos que: «Hasta ahora, la investigación sobre el grafeno estaba centrada especialmente en la física fundamental y los dispositivos electrónicos. Los resultados demuestran que existe un enorme potencial para la fotónica y la optoelectrónica, dos campos donde la combinación de sus propiedades ópticas y electrónicas únicas con nanoestructuras plasmónicas se podría explotar para un amplio abanico de aparatos de gran utilidad (como células fotoeléctricas y fotodetectores), incluso si no se cuenta con una banda prohibida.»
Para más información,:
Nature Communications:
http://www.nature.com/ncomms/index.html
Universidad de Manchester:
http://www.manchester.ac.uk/
Universidad de Cambridge:
http://www.cam.ac.uk/
Fuente: Cordis
