Tým vedený profesorem Xiang Zhangem vyvinul a postavil miniatůrní optický modulátor využívající grafén, což je jeden atom tenká vrstva krstalického uhlíku, který funguje jako spínač prenášaného světla. Rychlost spínání je klíčovou vlastnosťí síťových modulátorů, které kontrolují rýchlost přenášených dátových paketů přes internetu. Čím rýchlejší jsou datové pulzy odesílané, tím vice dát se přenese. Na Grafénu založené modulátory mohou podle vyjádření výzkumného týmu uživatelům přinést přenos, například 3D filmů, ve vysokém rozlišení za pár sekund.
Grafén, materiál za jehož objev byla udělená poslední Nobelova cena za fyziku. Výzkum na Kalifornské Univerzitě (University of California), Berkeley s výsledkama publikovanýma v květnovém vydání prestížního vědeckého časopisu Nature je jedním z prvních, které přinášejí praktickou aplikaci grafénu. Na obrázku níže můžete vidět strukturu spínacího prvku.
Jde tedy o nejmenší optický modulátor na světě s plochou puhých 25 mikrometrů čtverečních, jen pro představu, mikrometr je tisícina (0.001) milimetru. Je približně 100 krát menší než současné prvky se stejnou funkcí. Grafénový optický modulátor navíc umožňuje přenos signálu v širším rozmezí vlnových délek až 1000 nanometrov (od ultrafialového po infračervené světlo), v porovnaní s 10 nanometry aktuálně využívaných přístrojů.
Vepředu vidíme zdrojové světlo, které je převáděno na impulzy (červené tečky na obrázku).
Výroba probíhá následovně. Prvně se nanese velmi tenká vrstva mědi (tzv. film) na dielektrickou podložku. Na tento měděný film se pomocí procesu zvaného chemické parové nanášení nanese hydrookarobnový prekursor (pro nás ne-chemiky celkem cizí pojem) a z něj se pomocí katalyzátoru vyrobí grafén. Posledním krokem je nakonec odstranění měděného filmu elektronovým paprskem. Tímto vznikne vrstva grafénu na dielektrickém (nevodivém) podkladu.
Zhang a jeho tým dokáží grafén nanést na širokou škálu materiálů, od klasických křemíkových plátků, přes křemen až po safír. Umožňují tak nový rozhled co se rychlosti, a tímto také, výkonnosti týče.
2024 ©