p Os semicondutores revolucionaram a computação por causa de seu controle eficiente sobre o fluxo de correntes elétricas em um único chip, o que levou a dispositivos como o transistor. Trabalhando em direção a uma funcionalidade ajustável semelhante para luz, pesquisadores do Instituto A * STAR de Computação de Alto Desempenho (IHPC), Cingapura, mostraram como o grafeno pode ser usado para controlar a luz na escala nanométrica, avançando o conceito de circuitos fotônicos em chips. p Grafeno, que é feito de uma única camada de átomos de carbono, tem excelentes propriedades eletrônicas; alguns deles também são úteis em aplicações fotônicas. Usualmente, apenas os metais são capazes de confinar a luz na ordem de alguns nanômetros, que é muito menor do que o comprimento de onda da luz. Na superfície dos metais, oscilações coletivas de elétrons, os chamados 'plasmons de superfície', atuam como antenas poderosas que confinam a luz a espaços muito pequenos. Grafeno, com sua alta condutividade elétrica, mostra comportamento semelhante aos metais, portanto também pode ser usado para aplicações à base de plasmon, explica Choon como Gan do IHPC, quem liderou a pesquisa.

p Gan e colegas de trabalho estudaram teórica e computacionalmente como os plasmons de superfície viajam ao longo de folhas de grafeno. Mesmo que o grafeno seja um condutor mais pobre do que um metal, então as perdas de propagação do plasmon são maiores, tem várias vantagens importantes, diz o membro da equipe Hong Son Chu. "A principal vantagem que torna o grafeno uma excelente plataforma para dispositivos plasmônicos é sua grande capacidade de ajuste, que não pode ser vista nos metais nobres usuais, "ele explica." Essa sintonia pode ser alcançada de diferentes maneiras, usando campos elétricos ou magnéticos, gatilhos ópticos e temperatura. "

p Os cálculos da equipe indicaram que os plasmons de superfície propagando-se ao longo de uma folha de grafeno estariam muito mais confinados a um pequeno espaço do que viajando ao longo de uma superfície dourada (veja a imagem). Contudo, a equipe também mostrou que os plasmons de superfície viajariam muito melhor entre duas folhas de grafeno colocadas em contato próximo. Além disso, ajustando os parâmetros de design, como a separação entre as folhas, bem como sua condutividade elétrica, é possível um controle muito melhor sobre as propriedades do plasmon de superfície.

p No futuro, Gan e seus colegas planejam investigar essas propriedades para aplicativos. "Exploraremos o potencial dos dispositivos grafeno plasmônicos também para o regime terahertz e infravermelho médio, "ele explica." Nesta faixa espectral, estruturas plasmônicas de grafeno podem ser promissoras para aplicações como sensoriamento molecular, como fotodetectores, ou para dispositivos ópticos que podem alternar e modular a luz. "