Come passo importante verso l'integrazione del grafene nella fotonica del silicio, i ricercatori della Graphene Flagship hanno pubblicato un documento che mostra come il grafene possa fornire una soluzione semplice per il fotorilevamento del silicio nelle lunghezze d'onda delle telecomunicazioni. Pubblicato in Nano lettere , questa entusiasmante ricerca è una collaborazione tra l'Università di Cambridge (Regno Unito), L'Università Ebraica (Israele) e la John Hopkins University (USA).

La missione della Graphene Flagship è di tradurre il grafene fuori dal laboratorio accademico, attraverso l'industria e nella società. Questo obiettivo ampio e ambizioso è stato in prima linea nelle scelte fatte per dirigere l'Ammiraglia; si concentra su aree problematiche reali in cui può fare la differenza come nelle comunicazioni ottiche.

Le comunicazioni ottiche sono sempre più importanti perché hanno il potenziale per risolvere uno dei maggiori problemi della nostra era dell'informazione:il consumo di energia. Quasi tutto ciò che facciamo nella vita di tutti i giorni consuma informazioni e tutte queste informazioni sono alimentate dall'energia. Se vogliamo sempre più informazioni, abbiamo bisogno di sempre più energia. Nel futuro prossimo, i maggiori consumatori di traffico dati saranno la comunicazione machine-to-machine e l'Internet of Things (IoT).

Per abilitare l'IoT e il livello di informazioni che richiede, L'attuale fotonica del silicio ha un problema:richiede dieci volte più energia di quella che possiamo fornire. Così, se vogliamo questo nuovo, l'era di Internet migliorata, nuovo tecnologico, è necessario trovare soluzioni efficienti dal punto di vista energetico. Questo è il motivo per cui l'impulso alla comunicazione ottica basata sul grafene è così importante.

Negli ultimi anni, le comunicazioni ottiche hanno aumentato la loro fattibilità rispetto alle interconnessioni elettroniche standard basate su metallo. L'attuale fotorilevatore a base di silicio utilizzato nelle comunicazioni ottiche ha un grosso problema quando si tratta di rilevare dati nel raggio del vicino infrarosso, che è la gamma utilizzata per le telecomunicazioni. L'industria delle telecomunicazioni ha superato questo problema integrando assorbitori al germanio con i dispositivi fotonici al silicio standard. Sono stati in grado di realizzare dispositivi completamente funzionanti su chip utilizzando questo processo. Però, questo processo è complesso.

Nel nuovo giornale, il grafene è interfacciato con silicio su chip per realizzare fotorivelatori a barriera Schottky ad alta reattività. Questi fotorilevatori a base di grafene raggiungono una risposta di 0,37 A/W a 1,55 μm utilizzando la moltiplicazione a valanga. Questa elevata reattività è paragonabile a quella dei rivelatori al silicio germanio attualmente utilizzati nella fotonica del silicio.

Prof. Andrea Ferrari del Cambridge Graphene Centre, chi è anche il responsabile scientifico e tecnologico e il presidente del comitato di gestione per l'ammiraglia del grafene; "Si tratta di un risultato significativo che dimostra che il grafene può competere con l'attuale stato dell'arte producendo dispositivi che possono essere realizzati in modo più semplice, a buon mercato e lavorare a diverse lunghezze d'onda. Aprendo così la strada alla fotonica del silicio integrata nel grafene".

Dottor Ilya Goykhman, dell'Università di Cambridge, e l'autore principale del giornale, disse; "La visione qui è che il grafene svolga un ruolo importante nell'abilitare le tecnologie di comunicazione ottica. Questo è un primo passo verso questo, e, nei prossimi due anni l'obiettivo dei pacchetti di lavoro per l'integrazione su scala wafer e l'optoelettronica del Flagship è quello di far sì che ciò accada davvero".

Parlando ulteriormente della Graphene Flagship e del suo approccio collaborativo alla ricerca, Il Prof Ferrari ha commentato:"Il grafene può battere l'attuale tecnologia fotonica al silicio in termini di consumo energetico. La Graphene Flagship sta investendo molte risorse nell'integrazione su scala wafer con la creazione di un nuovo Work Package. Abbiamo identificato una visione, dove il grafene è la spina dorsale per la comunicazione dei dati, e prevediamo di avere una banca delle telecomunicazioni in grado di trasferire 4x28 GB/s entro il 2018. La ricerca in questo Nano lettere la carta è il primo passo verso il raggiungimento di tale visione, la cui importanza è chiaramente riconosciuta da aziende come Ericsson e Alcatel-Lucent che hanno aderito al Flagship per aiutarlo a svilupparlo."

"Abbiamo mostrato il potenziale del rivelatore, ma abbiamo anche bisogno di produrre un modulatore a base di grafene per avere un pieno, sistema di telecomunicazione ottica a bassa energia e l'ammiraglia sta lavorando duramente su questo problema. The Flagship ha raccolto le persone giuste al posto giusto al momento giusto per lavorare insieme verso questo obiettivo. L'Europa sarà all'avanguardia di questa tecnologia. È una grande sfida, e una grande opportunità per l'Europa, poiché vi è un valore aggiunto così elevato ai dispositivi, sarà conveniente produrre il dispositivo in Europa, mantenendo il valore della tecnologia all'interno della comunità europea, " ha detto il Prof. Ferrari.