Doorbraak rond grafeen voor opto-elektronica

IBM Research onderzoekt grafeen voor supersnel optisch transport van data in processoren en snelle beeldvorming.

IBM Research onderzoekt grafeen voor supersnel optisch transport van data in processoren en snelle beeldvorming.

Grafeen is in wezen een laagje koolstofatomen in een honingraatstructuur, één atoom dik. In de voorbije jaren bleek dit materiaal al bijzonder beloftevol voor de aanmaak van erg snel computergeheugen en voor de efficiënte opslag van stroom (ultracapacitoren). De ‘Nanometer scale science & technology’-groep onder leiding van Phaedon Avouris in IBM’s Thomas Watson onderzoekscentrum voegt daar nu ook superieure capaciteiten voor de bouw van optische electronicaelementen aan toe.

Grafeen blijkt immers een significant percentage van opvallend licht te absorberen. Het is gevoelig voor een bijzonder breed spectrum, gaande van zichtbaar licht tot infrarood. Dat laatste aspect is op zichzelf al beter dan heel wat halfgeleiders in de III-V groep (van het scheikundig periodiek systeem, met stoffen als Gallium en Indium), waarvan vandaag wordt gebruik gemaakt in opto-elektronica.

Dat zou grafeen interessant maken voor het snel transporteren van data in en uit processoren, zodat hiervoor geen (hete) koperbanen meer nodig zijn. Grafeen opto-elektronische elementen zouden ook bruikbaar zijn in snelle lichtdetectoren in optische communicatiesystemen met grotere datadebieten dan 40 Gigabit/s.

Voorts zouden dergelijke grafeen detectoren ook bruikbaar zijn voor het capteren van bijzonder hoge frequentiestraling (in de terahertz orde van grootte) in beeldvormingssystemen voor medische en securitytoepassingen.

De groep van Avouris slaagde erin om detectoren te creëren die stroom produceren als reactie op lichtpulsen met een frequentie van 40 gigaHz en publiceerde hierover in ‘Nature Nanotechnology’.