 |
|
|
NOVIDADES
Pesquisadores da Universidade de Cambridge, Reino Unido e do CNRS, Grenoble, França, inventaram um laser de modo "ultra-locked", tendo como base o grafeno. O resultado é surpreendente, haja vista a ausência de um "gap" eletrônico no grafeno, e prepara o caminho para dispositivos fotônicos com base neste nanomaterial. Desde a sua descoberta, em 2004, o grafeno vem continuamente surpreendendo os cientistas, graças às suas propriedades eletrônicas e mecânicas peculiares, que o tornam apropriado para uma série de aplicações em dispositivos. O "material maravilhoso", como é chamado, pode até mesmo vir a substituir o silício como o material de base para a eletrônica do futuro. O grafeno consiste de uma única folha plana de carbono, arranjada em uma estrutura na forma de hexágonos similares aos favos de uma colméia. Os elétrons viajam através desse material com 1/300 da velocidade da luz e se comportam como se fossem partículas relatívisticas sem massa, sendo descritas por uma equação tipo Dirac. Andrea Ferrari e colegas afirmam que o grafeno poderá ser utilizado também em aplicações optoeletrônicas, fato demonstrado através de um laser ultrarrápido, feito a partir deste material. Lasers ultrarrápidos são amplamente utilizados na ciência e na tecnologia, havendo uma demanda crescente em se desenvolver fontes de lasers compactas e sintonizáveis. Atualmente, a tecnologia dominante é chamada de "mode-locked laser", ou seja: lasers que produzem pulsos ultracurtos, com uma taxa de repetição muito alta. A tecnologia é baseada em espelhos absorvedores saturáveis, à base de semicondutores (semiconductor saturable absorber mirrors - SESAMs). No entanto, tais dispositivos são complicados, têm produção cara e são bastante limitados em termos de largura de banda. A equipe estudou como a luz é absorvida no grafeno e como os portadores de carga fotoexcitados se comportam no material. Em particular, apontaram para o papel fundamental do "bloqueio de Pauli" na saturação de absorção da luz. Por causa do princípio de exclusão de Pauli, quando o bombeamento de elétrons no estado excitado é mais rápido que a velocidade com que eles se relaxam, a absorção de luz satura. Isso ocorre porque os elétrons não podem ser mais excitados, até que haja "espaço" (níveis de energia) disponível para eles no estado excitado.  Laser "mode-locked" feito com grafeno. Créditos: ACS Nano.
Os pesquisadores fabricaram o laser, iniciando com um compósito de grafeno-polímero, obtido a partir de uma solução desse material. Em seguida, colocaram este compósito entre duas fibras ópticas em uma cavidade laser. "O grafeno é o absorvedor saturável de banda larga ideal, capaz de operar a partir do ultravioleta ao visível e no infravermelho distante", disse Ferrari. "Nosso laser ultrarrápido, baseado em grafeno, aproveitando a não-linearidade óptica de banda larga de grafeno e sem a necessidade de realizar engenharia de "gap", amplia a aplicação prática deste novo material da nanoeletrônica à optoeletrônica, podendo chegar à fotônica integrada". ACS Nano (Tradução - AGS). Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia, de título:"Graphene Mode-Locked Ultrafast Laser", de autoria de Z. Sun, T. Hasan, F. Torrisi, D. Popa, G. Privitera, F. Wang, F. Bonaccorso, D.M. Basko e A.C. Ferrari foi publicado na revista ACS Nano, volume 4, número 2, págs. 803-810, 2009, DOI: 10.1021/nn901703e. Assuntos Conexos: |
|||||||||||||||||||||||
