Kilkadziesiąt lat temu za symbol wszechstronności uznawane były koła gospodyń wiejskich. Obecnie takim symbolem szansę ma stać się grafem, o którego coraz to nowych zaletach serwisy donoszą właściwie z dnia na dzień. Kolejnym z jego ważnych zastosowań może stać się optyczna modulacja w telekomunikacyjnych sieciach optycznych.

W opracowanym w Berkeley przez profesora Xiang Zhanga modulatorze grafem, w którym prowadzone jest światło osadzony jest na podłożu krzemowym, natomiast sterujące sygnały elektryczne doprowadzone są za pomocą złotych i platynowych elektrod. Naukowcy wykorzystali zjawisko zmiany poziomu Fermiego w grafemie pod wpływem przyłożonego napięcia elektrycznego, dzięki czemu możliwe jest przepuszczanie lub absorpcja fotonów.

Współpracownik profesora Zhanga, Xiabo Yin, tłumaczy działanie urządzenia w sposób dość obrazowy „Jeżeli grafem to korytarz, a elektrony, to ludzie, można powiedzieć, że jeśli na korytarzu nikogo nie ma, przelatującym fotom nikt nie wchodzi w drogę. W wypadku całkowicie przeciwnym, kiedy korytarz jest całkowicie zatłoczony, ludzie nie mogą się poruszać, co również czyni ich nieefektywnymi w wychwytywaniu fotonów. Jednak w przypadku pośrednim, elektrony mogą oddziaływać z fotonami absorbując ich energię, przez co ośrodek staje się nieprzezroczysty”.

W opisanym w majowym „Nature” eksperymencie udało się skonstruować modulator o powierzchni zaledwie 25 mikronów kwadratowych i częstotliwości 1 GHz, jednak badacze podkreślają, że teoretycznie możliwe jest osiągnięcie prędkości aż 500 GHz.

Poza imponującą częstotliwością modulacji i małymi rozmiarami, modulator grafenowy pozwala na wykorzystanie szerokiego pasma przenoszenia (autorzy sugerują w celu określenia go pojęcie „extremeband), jest tani i kompatybilny z elektroniką krzemową. Poza tym z jednego rysika do ołówka można wyprodukować miliard modulatorów.

Źródło: Physorg.com