Optische modulator van grafeen

Grafeen maakt bijzonder spectaculaire toepassingen in de elektronica mogelijk. Nu hebben professor Xiang Zhang en zijn onderzoeksteam aan de Berkeley Universiteit een optische modulator gebouwd waarvan het eerste prototype een modulatiefrequentie van 1 GHz haalde.

Veel spectaculairder is, dat dit volgens het team van Xiang Zhang kan stijgen tot 500 GHz – en dat voor een enkele modulator. In de illustratie is de opbouw van de modulator te zien.  Een grafeenlaag (te zien als ‘visnet’) is aangebracht op de bovenkant van een silicium lichtgolfgeleider (blauw). Elektrische signalen die via gouden en platina elektroden aan de zijkanten worden toegevoerd, wijzigen het aantal fotonen die door het grafeen worden geabsorbeert. De ‘echte’ opbouw is te zien op het SEM-beeld (scanning electron microscope). De kleuren zijn voor een betere herkenbaarheid achteraf aangebracht. Grafeen is goedkoop te produceren: onderzoekers in Korea hebben al films van een meter breed kunnen vervaardigen. En voor de modulator is maar weinig nodig: van het ruwe koolstofmateriaal in een potlood kan al ongeveer een miljard modulatoren worden samengesteld.