Podrían interruptores grafeno conducir a 100 veces más rápido a Internet? Interruptores ópticos son una parte fundamental de nuestra infraestructura de telecomunicaciones y, aunque su rendimiento es ya bastante impresionante, los investigadores han sospechado durante mucho tiempo que una clase de materiales llamados semimetales (que incluye el grafeno) podría utilizarse para que sean aún mejor. El grafeno y la próxima generación de telecomunicaciones- Cuando la luz golpea un semiconductor dopado, la energía resultante hace que los electrones saltan de un estado de menor energía (la banda de valencia) a través de un pequeño hueco (el hueco energía) y en un estado de alta energía (la banda de conducción), en el que los electrones pueden moverse más libremente, la conducción de electricidad. Finalmente, cuando la energía inicial se ha agotado, los electrones vuelven a su estado original, a través de la banda prohibida y de nuevo a la banda de valencia. Para determinar si un material se puede utilizar para procesar información rápidamente, los investigadores tienen que mirar de cerca cómo los electrones fluyen hacia arriba y abajo de la brecha de energía en ese material. El factor crítico es el tiempo de recombinación - el tiempo que toma para que un electrón para hacer el viaje de vuelta de la conducción de la banda de valencia. En los últimos años los investigadores han avanzado la hipótesis de que el grafeno podría ser un material excelente para la optoelectrónica, pero no pudieron probar su hipótesis porque grafeno es un semi-metal, o un "semiconductor de brecha de cero." En otras palabras, en el grafeno no hay intervalo de energía entre la valencia y la banda de conducción, y esto significa que los científicos no son capaces de analizar de forma eficaz su potencial con las técnicas actuales. Los investigadores Baño encontraron una manera de medir el tiempo de recombinación en semimetals como grafeno. Lo hicieron mediante la medición de cómo los electrones se mueven en la parte infrarroja del espectro, la transición entre los diferentes estados cuánticos. ¿Qué añade esto a es que las sospechas de los investigadores demostraron estar en lo cierto: mientras conmutadores ópticos normales responden a una velocidad de unos pocos picosegundos (alrededor de una billonésima parte de un segundo), los físicos observaron que el tiempo de recombinación de un conmutador óptico a través de algunos capas apiladas de grafeno fue del orden de sólo cien femtosegundos - casi un centenar de veces más rápido. Esto podría abrir la puerta a las telecomunicaciones mucho más rápido, pero también es un paso importante hacia el desarrollo de grafeno basados en láseres de cascada cuántica, que podría ser utilizado para cualquier cosa de la teledetección de gases ambientales y pollytabts, breathalizers, diagnósticos médicos, láser, prevención de colisiones, e incluso control de crucero para su coche. La investigación se publica en la revista Physical Review Letters.
Posted on: Mon, 22 Jul 2013 13:08:01 +0000
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