Grafeno com plasmônica pode aumentar velocidade da internet

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/08/2011

Os plásmons induzem "ondas eletrônicas" na superfície das estruturas metálicas, que acabam se "derramando" sobre o grafeno, otimizando sua coleta de elétrons.
[Imagem: Echtermeyer et al./Nature]

Uma colaboração entre as universidades de Manchester e Cambridge, no Reino Unido, incluindo Andre Geim e Konstantin Novoselov, ganhadores do prêmio Nobel por seus trabalhos com o grafeno, acaba de mostrar que esse "material-maravilha" também pode tirar proveito da plasmônica para aumentar a velocidade das comunicações ópticas.

Combinando o grafeno com nanoestruturas metálicas, eles criaram um componente capaz de capturar 20 vezes mais luz do que o grafeno isoladamente.

Célula solar de grafeno

Colocando dois fios metálicos muito próximos um do outro em cima de grafeno, os pesquisadores já haviam demonstrado a possibilidade de gerar energia elétrica - ou seja, o grafeno funciona como uma célula solar bastante rudimentar.

Mas, mesmo sem rivalizar com as células solares de silício, a possibilidade de capturar luz e transformá-la em eletricidade é algo muito interessante para as comunicações ópticas, em que a informação deve viajar na forma de luz pelas fibras ópticas e, para ser processada, precisa ser convertida em pulsos elétricos.

O maior obstáculo para a aplicação prática para este dispositivo específico à base de grafeno é que, ao contrário dos outros fotodetectores já existentes, ele apresentou uma eficiência muito baixa.

O problema é que o grafeno absorve pouca luz, cerca de 3% da luz que incide sobre ele, com o resto passando direto, sem contribuir para o funcionamento do dispositivo.

Grafeno com plasmônica

Os pesquisadores agora elevaram essa eficiência combinando o grafeno com minúsculas estruturas metálicas, cuidadosamente organizadas em cima do grafeno.

O arranjo criou na verdade uma nanoestrutura plasmônica, que funciona com base em ondas superficiais de elétrons chamados plásmons de superfície.

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Os plásmons induzem "ondas eletrônicas" na superfície das estruturas metálicas, que acabam se "derramando" sobre o grafeno, otimizando sua coleta de elétrons e, portanto, gerando uma maior intensidade de corrente elétrica.

Em relação à "célula solar de grafeno", o componente capta 20 vezes mais luz, sem perda de velocidade.

"O grafeno parece ser um companheiro natural para a plasmônica. Esperávamos que nanoestruturas plasmônicas pudessem melhorar a eficiência dos dispositivos baseados em grafeno, mas foi uma surpresa muito agradável que as melhorias sejam tão dramáticas," comentou o Dr. Alexander Grigorenko, coordenador da equipe.

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