محققان موسسه فتونيک دانشگاه وين از گرافن به منظور تسريع سرعت انتقال
اطلاعات استفاده كرده و موفق به محاسبه سرعت تبديل نور به سيگنالهاي
الكتريكي در گرافن شدند.
گرافن مادهاي
از جنس کربن است که ساختار کندو عسلي دارد. اين ماده داراي ضخامت يک اتم
با ويژگيهاي منحصربهفرد است. محققان موسسه فتونيک در دانشگاه وين به خواص
نوري و الکترونيکي اين ماده علاقهمند هستند. آنها اکنون ميدانند که
چگونه گرافن ميتواند نور را به سيگنالهاي الکترونيکي تبديل کند. اين کار
ميتواند تبادل اطلاعات ميان رايانهها را بهبود بخشد.
زماني که اطلاعات به صورت پالسهاي نوري است (براي مثال در فيبرهاي
نوري) اين پالسها بايد دوباره به سيگنالهاي الکتريکي تبديل شده تا توسط
رايانه قابل پردازش شوند. اين تبديل نور به جريان الکتريکي با استفاده از
اثر فتوالکتريک امکانپذير است. اين اثر اولين بار توسط آلبرت انشتين توضيح
داده شد. در برخي مواد، نور ميتواند موجب حرکت الکترون از موقعيت آن شده و
در نهايت الکترون ميتواند در طول آن ماده به حرکت درآيد، اين کار موجب
جريان الکتريکي ميشود.
الکساندر اولريچ ميگويد: مدتهاست که شناساگرهاي نوري با قابليت تبديل
نور به سيگنال الکتريکي ابداع شدهاند، اما اين مبدلهاي گرافني بسيار
سريعتر عکسالعمل نشان ميدهند.
الکساندر اولريچ بههمراه استاد توماس مولر و کارل اونتراينر از
دانشگاه صنعتي وين روي بررسي خواص نوري و الکترونيکي گرافن تحقيق ميکنند.
اين محققان سال قبل نشان دادند که گرافن قادر است نور را با سرعت بالا
به سيگنالهاي الکتريکي تبديل کند؛ اما آنها نتوانستند سرعت اين واکنش را
محاسبه کنند زيرا اثر فتوالکتريکي بسيار سريع اتفاق ميافتد. اکنون با يک
ترفند علمي ميتوان اين کار را انجام داد.
براي اين کار پالس ليزر روي شناساگر نوري گرافن تابيده ميشود، در
نتيجه جريان ايجاد شده اندازه گرفته ميشود. اگر زمان تاخير ميان پالس
ليزر تغيير کند، فرکانس ماکزيمم شناساگر ميتواند بهدست آيد. با اين کار
ميتوان فهميد که شناساگر مورد استفاده در فرکانس 262 گيگا هرتز ميتواند
به کار گرفته شود. اين عدد معادل حد بالاي نظري انتقال اطلاعات با استفاده
از شناساگر نوري گرافني بيش از 30 گيگابايت اطلاعات در ثانيه است.
يکي از دلايل اصلي اين که چرا گرافن ميتواند در چنين فرکانسهاي
بالايي کار کند، طول عمر کوتاه حمل کنندگان بار در گرافن است. در واقع
الکترون براي حرکت از يک نقطه مشخص و رسيدن به مقصد تنها چند پيکوثانيه
زمان نياز دارد.