CIC nanoGUNE y Graphenea trabajan en fotodetectores en el grafeno

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Graphenea

Imagen: Graphenea.

Investigadores del CIC nanoGUNE junto con el centro de investigación catalán ICFO y la empresa vasca Graphenea, están trabajando en fotodetectores, sensores y otros nanodispositivos optoelectrónicos y fotónicos eficientes y extraordinariamente pequeños.

La constante búsqueda de tecnologías compactas ha planteado una nueva era de la nanociencia. Los teléfonos móviles inteligentes, los ordenadores más rápidos, las herramientas médicas más sensibles y fiables, entre otros, requieren cada vez un mayor número de elementos electrónicos sofisticados en sus chips incorporados. Los bloques ópticos, debido a que su operación es mucho más rápida, se ven ahora como una alternativa a los diodos semiconductores y transistores. Sin embargo, aunque la luz es muy rápida, todavía no se ajusta muy bien a los pequeños volúmenes alcanzables a través de la nanoingeniería. De hecho, uno de los fundamentos físicos impone una gran limitación de la propagación de la luz: no se puede comprimir en un espacio más pequeño que la mitad de su longitud de onda, que es mucho más grande que los bloques de construcción electrónicos en nuestros dispositivos electrónicos. Por esa razón, las formas de concentrar la luz para propagar a través de los materiales a nanoescala son muy exigentes.

La longitud de onda de la luz captada por una lámina de grafeno puede ser 100 veces menor que la luz que se propaga libremente en el espacio. Por consiguiente, esta luz que se propaga por la lámina de grafeno —llamada plasmón de grafeno— requiere mucho menos espacio. Esta es la razón por la que los dispositivos fotónicos pueden ser mucho más pequeños. Las tecnologías basadas en el grafeno hacen posible los nanodispositivos ópticos extremadamente pequeños.

La luz atrapada dentro de las diminutas láminas de grafeno (nanodiscos y nanorectágulos bidimensionales) se ha visualizado por los investigadores con la ayuda de un microscopio de campo cercano. Las imágenes tomadas del microscopio han sido interpretadas con la ayuda de ciertas simulaciones por ordenador y se ha descubierto una familia rica de ondas ultracomprimidas de plasmones dentro de las nanoláminas. Estas ondas son muy sensibles a las formas de las nanoláminas y pueden ser manipuladas de manera eficiente por el cambio de la tensión aplicada directamente a las nanoláminas. “Nuestros resultados abren nuevas vías a las tecnologías basadas en el grafeno, que podrían dar lugar a nanodispositivos ópticos eficientes y de baja potencia”, resume el investigador Ikerbasque Rainer Hillenbrand, que ha dirigido el proyecto.

CIC nanoGUNE
El Centro de Investigación Cooperativa (CIC) nanoGUNE, situado en Donostia-San Sebastián, es un centro de investigación creado con la misión de llevar a cabo investigación de excelencia en nanociencia y nanotecnología, con el objetivo de incrementar la competitividad empresarial y el crecimiento económico del País Vasco.

Graphenea
Graphenea es una empresa emergente de producción de grafeno pionera fundada en 2010 por los inversores privados y CIC nanoGUNE. La compañía produce y comercializa películas de grafeno mediante la técnica Deposición Química de Vapor y grafeno en polvo mediante la Exfoliación Química.

ICFO
ICFO es un centro de investigación situado en Barcelona que tiene como objetivo avanzar en los límites del conocimiento de la Fotónica, la ciencia y la tecnología de aprovechamiento de la luz. Sus programas de investigación se dirigen a la vanguardia mundial de la fotónica, y su objetivo es hacer frente a importantes desafíos que enfrenta la sociedad en general. El ICFO se centra en los problemas actuales y futuros de la salud, energía, información, seguridad, protección y cuidado del medio ambiente.

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