Printer friendly version
Share
News Release
Grafenoarekin argia kontrolatzen
20 June 2012
Elhuyar Fundazioa
IQFR-CSIC, ICFO eta nanoGUNE zentroetako zientzialariek lortu dute grafenotan argia harrapatzea eta gordetzea; hala, lortu dute karbono-atomoen geruza bat izatea etorkizun handieneko aukera nanometroen eskalan informazio optikoa prozesatzeko, eta, orobat, detekzio optiko eta optoeletroniko ultra-azkarretarako.
Espainiako ikerketa-taldeek lortu dute lehenengo aldiz ikustea grafenotan —atomo bateko lodierako karbono-atomoen geruza bat— nanometroen eskalako doitasunarekin gidatutako argia. Aspalditik fisikari teorikoek iragarritako zerbait erakutsi du ikuste horrek: hain zuzen ere, grafenoa erabilita posible dela argia harrapatzea eta manipulatzea oso modu eraginkorrean, informazio optikoa prozesatzeko eta detekzio ultra-sentikorrerako plataforma berri gisa ikusita grafenoa. Hiru osagairen sinergiak ekarri du emaitza ikusgarria: IQFR-CSIC (Madril) zentroko proposamen teorikoa, ICFO (Bartzelona) zentroak grafenoaren nanofotonikan eta nanoelektronikan duen espezializazio maila, eta nanoGUNE (Donostia) zentroa aditua izatea maila esperimentalean. Eta aste honetan argitaratu dituzte emaitzak Nature aldizkarian, Kaliforniako UCSDko Dmitry Basov-en taldearen antzeko beste lan batekin batera.
Grafenoak dituen propietate liluragarrien artean, erakusten duen portaera optiko paregabea da aipagarriena. Zehazki, propietate optiko interesgarriak aurreikusi dira argia plasmoi deritzenei akoplatzen zaien kasuetarako (grafenoko eroapen-elektroien “itsasoaren” izaera ondulatorioko uhinak). Aldiz, lan honen aurretik ez da inoiz aurkitu plasmoi horien zuzeneko ebidentzia esperimentalik. Arrazoia da grafenoaren plasmoien uhin-luzera —tamaina, alegia— ohiko mikroskopio optikoek ikus dezaketen tamaina txikiena halako 10etik 100era aldiz txikiagoa dela. Orain, ikertzaileek grafeno-plasmoien lehen irudiak erakutsi dituzte. Horretarako, eremu hurbileko mikroskopio bat erabili dute; halako mikroskopioetan, punta zorrotz batek tamaina nanometrikoko argi-foku bihurtzen du argi-izpi bat, eta lortutako argi-foku horrek eragiten du plasmoiak sortzeko behar den momentua (“bulkada”). Era berean, punta sentikorra da plasmoien presentziarekiko (1. irudia). Rainer Hillenbrand-ek, nanoGUNEko taldeko buruak, honela azaldu du: “Ikusi eta sinistu! Egin ditugun eremu hurbileko irudi optikoak dira grafenoko plasmoiak —higitzen direnak eta finko daudenak— existitzen direlako behin betiko froga, eta halakoen bidez uhin-luzera ñimiñoa zuzenean neur daiteke”.
Ikertzaileek erakutsi dutenez, grafenoaren plasmoiak erabil daitezke argia modu elektrikoan kontrolatzeko, transistore batean elektroiekin egiten denaren antzera. Halako aplikazioek, ezinezkoak gaur arte beste material batzuetan dauden plasmoiekin, bideragarri bihurtzen dituzte nanometroen eskalako kommutadore optiko efizienteak, eta halako kommutadoreek aukera ematen dute kalkuluak elektrizitatearekin egin beharrean argiarekin egiteko. “Gure lanarekin, erakutsi dugu grafenoa aukera paregabea dela egungo mikro-txipetan gertatzen diren abiadurako argiaren modulazioarekin lotutako arazo teknologiko handiak ebazteko”, azaldu du IQFR-CSIC taldeko buru Javier García de Abajok. Gainera, bolumen ñimiñoetan argia harrapatzeko gaitasun horrek nanosentsoreen belaunaldi berri bat agertzea eragin lezake, eta hainbat aplikaziotarako erabil litezke halakoak: medikuntza, biodetekzioa, eguzki-zelulak eta argi-sentsoreak, eta, orobat, informazio kuantikoaren prozesadoreak. Emaitza horrek ikerketa-eremu bat irekitzen du, dudarik gabe, eta bide bideragarri bat eskaintzen du argia modu ultra-azkarrean sintonizatzeko; gaur arte pentsaezina zen hori. Frank Koppends ICFO taldeko buruak honela laburtzen du aurkikuntza: “Grafenoa material paregabea da eta, plasmoiekin lotuta, berria; nanoelektronikaren eta nanooptikaren eremuen arteko benetako zubia”.
Attached files
-
Grafeno-plasmoien nanobisualizazio optikoa. Goian: ikuste-metodoaren eskema. Lagina zeharkatzen duen laser batek argiztatzen duen punta batek grafenoaren plasmoiak kitzikatzen ditu. Detektatzeko, puntak birbidalitako argia jasotzen da. Behean: grafenoaren irudi optikoa; grafeno-plasmoien interferentzia erakusten du patroiak.