As velocidades de conexão com a Internet podem ser dezenas de vezes mais rápidas do que atualmente, graças à pesquisa de cientistas da Universidade de Manchester usando grafeno de material maravilhoso.

Escrevendo no jornal Nature Communications , uma colaboração entre as Universidades de Manchester e Cambridge, que inclui cientistas vencedores do Prêmio Nobel Professor Andre Geim e Professor Kostya Novoselov, descobriu uma receita crucial para melhorar as características dos dispositivos de grafeno para uso como fotodetectores em futuras comunicações ópticas de alta velocidade.

Ao combinar grafeno com nanoestruturas metálicas, eles mostram um aumento de vinte vezes na captação de luz pelo grafeno, que abre caminho para avanços na Internet de alta velocidade e outras comunicações.

Colocando dois fios metálicos próximos no topo do grafeno e iluminando esta estrutura, pesquisadores mostraram anteriormente que isso gera energia elétrica. Este dispositivo simples apresenta uma célula solar elementar.

Mais importante para os aplicativos, esses dispositivos de grafeno podem ser incrivelmente rápidos, dezenas e potencialmente cem vezes mais rápido do que as taxas de comunicação nos cabos de internet mais rápidos, que é devido à natureza única dos elétrons no grafeno, sua alta mobilidade e alta velocidade.

O principal obstáculo para as aplicações práticas desses dispositivos, de outra forma muito promissores, tem sido sua baixa eficiência. O problema é que o grafeno - o material mais fino do mundo - absorve pouca luz, aproximadamente apenas 3%, com o resto passando sem contribuir com a energia elétrica.

Os pesquisadores de Manchester resolveram os problemas combinando grafeno com minúsculas estruturas metálicas, especialmente arranjado em cima do grafeno.

Essas chamadas nanoestruturas plasmônicas aumentaram dramaticamente o campo elétrico óptico sentido pelo grafeno e efetivamente concentraram a luz dentro da camada de carbono de um átomo de espessura.

Ao usar o realce plasmônico, o desempenho de coleta de luz do grafeno foi impulsionado por vinte vezes, sem sacrificar sua velocidade. A eficiência futura pode ser melhorada ainda mais.

Dr. Alexander Grigorenko, um especialista em plasmonics e um membro líder da equipe, disse:"O grafeno parece um companheiro natural para a plasmônica. Esperávamos que as nanoestruturas plasmônicas pudessem melhorar a eficiência dos dispositivos baseados em grafeno, mas foi uma agradável surpresa que as melhorias possam ser tão dramáticas."

O professor Novoselov acrescentou:"A tecnologia de produção de grafeno amadurece dia a dia, que tem um impacto imediato tanto no tipo de física emocionante que encontramos neste material, e sobre a viabilidade e a gama de aplicações possíveis.

"Muitas empresas de eletrônicos líderes consideram o grafeno para a próxima geração de dispositivos. Este trabalho certamente aumenta as chances de grafeno ainda mais."

Professora Andrea Ferrari, do Departamento de Engenharia de Cambridge, que lideram o esforço de Cambridge na colaboração, disse "Até agora, o foco principal da pesquisa do grafeno tem sido a física fundamental e os dispositivos eletrônicos.

“Esses resultados mostram seu grande potencial nas áreas de fotônica e optoeletrônica, onde a combinação de suas propriedades ópticas e eletrônicas exclusivas com nanoestruturas plasmônicas, pode ser totalmente explorado, mesmo na ausência de um bandgap, em uma variedade de dispositivos úteis, como células solares e fotodetectores "

O grafeno é um novo material bidimensional que pode ser visto como uma monocamada de átomos de carbono dispostos em uma rede hexagonal.

É um material maravilhoso que possui um grande número de propriedades únicas e é atualmente considerado em muitas novas tecnologias.

O material mais fino do mundo foi descoberto na Universidade de Manchester em 2004, que foi reconhecido pelo Prêmio Nobel de Física de 2010 concedido a Geim e Novoselov por seus "experimentos inovadores em relação ao grafeno material bidimensional".