Primera observación de plasmones sobre grafeno

MADRID 20 Jun. (EUROPA PRESS) -

Mediante un haz de luz infrarroja, los científicos han enviado ondas de electrones a lo largo de la superficie del grafeno, demostrando que pueden controlar la longitud y la altura de estas oscilaciones, llamadas plasmones, utilizando un circuito eléctrico simple.

Esta es la primera vez que se observan plasmones en el grafeno -hojas de carbono de tan sólo un átomo de espesor con una serie de interesantes propiedades físicas- representando un paso importante para el uso de plasmones a la hora de procesar y transmitir información en espacios demasiado reducidos como para utilizar la luz.

"Se ha fotografiado a los plasmones y se ha demostrado que se propagan, y que se pueden controlar", ha señalado uno de los autores del estudio, publicado en 'Nature', Dimitri Basov.

Para crear los dispositivos, los científicos obtuvieron grafeno del grafito -el material de la mina de un lápiz- y lo frotaron con chips de dióxido de silicio; posteriormente, pusieron en marcha los plasmones mediante un haz de láser de infrarrojos en la superficie del grafeno, y midieron las ondas utilizando el brazo ultrasensible de un microscopio de fuerza atómica.

Las ondas de salida son imposibles de medir, sin embargo, al llegar al borde del grafeno, éstas dejaron su reflejo como las ondas de agua de la estela de un barco. Las oscilaciones que regresaban desde el borde, se añadían o anulaban las sucesivas oleadas, creando un patrón de interferencia característico que revelaba su longitud de onda y amplitud.

Los científicos demostraron que el patrón puede ser alterado mediante el control de un circuito eléctrico, formado con electrodos conectados a la superficie del grafeno, y una capa de silicio puro debajo de los chips.

Al igual que la luz puede transportar señales complejas a través de la fibra óptica, los plasmones podrían ser utilizados para transmitir información -incluso en espacios muy estrechos. "Es imposible confinar la luz a escalas nanométricas, porque las longitudes de onda de la luz miden cientos de nanómetros", explica Zhe Fei, estudiante en el laboratorio de Basov.

Un equipo de científicos, que trabajan de forma independiente en España, dirigido por Frank Koppens, Rainer Hillenbrand y Javier García de Abajo, ha hecho un descubrimiento similar con películas de grafeno, utilizando un gas en lugar de grafito. Su informe, publicado en el mismo número de 'Nature', refuerza la evidencia de los plasmones del grafeno.