Eletrônica

Grafeno leva luz para o interior de processadores

Grafeno leva luz para o interior de processadores
A luz chega por um guia de ondas (azul) até uma folha de grafeno (cinza), e os sinais elétricos são capturados pelos fios (amarelo). [Imagem: Thomas Mueller]

Fotodetector de grafeno

Recentemente, a Intel colocou no mercado um sistema de comunicação a laser entre chips que vai acelerar o funcionamento de servidores e, a seguir, dos computadores domésticos.

Agora, pesquisadores demonstraram o que pode ser a nova geração dessa tecnologia fotônica aplicada não apenas à transmissão de dados, mas também ao processamento.

Três grupos, trabalhando de forma independente, conseguiram combinar o grafeno com o silício para criar fotodetectores ultrassensíveis e em dimensões adequadas para sua inserção nos processadores mais modernos.

Isto significa que a "tradução" entre sinais elétricos, usados nos processadores, e sinais de luz, prontos para viajar pelas fibras ópticas, pode ser feita diretamente no interior dos chips.

"Há muito materiais que podem transformar a luz em sinais elétricos, mas o grafeno permite uma conversão particularmente rápida," disse Thomas Muller, da Universidade de Viena, membro de uma das equipes.

O dispositivo consiste em um guia de ondas, medindo entre 200 e 500 nanômetros, que leva o sinal óptico até uma camada de grafeno, onde a luz é convertida em um sinal elétrico, pronto para ser usado pelo processador.

Uma das vantagens é que, ao contrário de outros materiais, como o germânio, por exemplo, o grafeno consegue processar vários comprimentos de onda da luz, incluindo todos aqueles usados em comunicações por fibras ópticas.

Enquanto o sistema recém-lançado pela Intel possui conexão para 64 fibras ópticas, um único chip de um centímetro quadrado pode acomodar até 20.000 fotodetectores de grafeno.

O desafio que resta agora é o mesmo com relação a todos os avanços feitos com base no grafeno: a dificuldade em produzir o material em larga escala - os três grupos fabricaram suas fitas de grafeno "manualmente".

Bibliografia:

CMOS-compatible graphene photodetector covering all optical communication bands
Andreas Pospischil, Markus Humer, Marco M. Furchi, Dominic Bachmann, Romain Guider, Thomas Fromherz, Thomas Mueller
Nature Photonics
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nphoton.2013.240

Chip-integrated ultrafast graphene photodetector with high responsivity
Xuetao Gan, Ren-Jye Shiue, Yuanda Gao, Inanc Meric, Tony F. Heinz, Kenneth Shepard, James Hone, Solomon Assefa, Dirk Englund
Nature Photonics
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nphoton.2013.253

High-responsivity graphene/silicon-heterostructure waveguide photodetectors
Xiaomu Wang, Zhenzhou Cheng, Ke Xu, Hon Ki Tsang, Jian-Bin Xu
Nature Photonics
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nphoton.2013.241




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