(Phys.org) —Het gebruik van grafeen in telecommunicatie zou de internetsnelheden tot wel honderd keer drastisch kunnen verhogen, volgens nieuw onderzoek door wetenschappers van onze afdeling Natuurkunde.

In een paper gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven , onderzoekers van het Center for Graphene Science aan de universiteiten van Bath en Exeter hebben voor het eerst ongelooflijk korte optische responspercentages aangetoond met behulp van grafeen, die de weg zou kunnen effenen voor een revolutie in de telecommunicatie.

Elke dag worden grote hoeveelheden informatie verzonden en verwerkt via opto-elektronische apparaten zoals optische vezels, fotodetectoren en lasers. Signalen worden verzonden door fotonen op infrarode golflengten en verwerkt met behulp van optische schakelaars, die signalen omzetten in een reeks lichtpulsen.

Gewoonlijk reageren optische schakelaars met een snelheid van enkele picoseconden - ongeveer een biljoenste van een seconde. Door middel van dit onderzoek hebben natuurkundigen waargenomen dat de responssnelheid van een optische schakelaar die gebruikmaakt van 'weinig lagen grafeen' ongeveer honderd femtoseconden is - bijna honderd keer sneller dan de huidige materialen.

Grafeen is slechts één atoom dik, maar opvallend sterk. Wetenschappers hebben gesuggereerd dat er een olifant voor nodig is, gebalanceerd op een potlood om door een enkel blad te breken. Reeds een wondermateriaal genoemd vanwege zijn sterkte, lichtheid, flexibiliteit, geleidbaarheid en lage kosten, het zou nu de markt kunnen betreden om de telecommunicatie drastisch te verbeteren.

In een commentaar op de belangrijkste bevindingen van het rapport, hoofdonderzoeker dr. Enrico Da Como zei:"We hebben een ultrasnelle optische respons gezien, met behulp van 'paarlaags grafeen', die opwindende toepassingen heeft voor de ontwikkeling van opto-elektronische componenten met hoge snelheid op basis van grafeen. Deze snelle respons bevindt zich in het infrarode deel van het elektromagnetische spectrum, waar veel toepassingen in de telecommunicatie, veiligheid en ook geneeskunde ontwikkelen zich momenteel en beïnvloeden onze samenleving."

Co-directeur van het Center for Graphene Science in Bath, Professor Simon Bending voegde toe:"Hoe meer we te weten komen over grafeen, hoe opmerkelijker de eigenschappen lijken te zijn. Dit onderzoek toont aan dat het ook unieke optische eigenschappen heeft die belangrijke nieuwe toepassingen kunnen vinden."

Op termijn kan dit onderzoek ook leiden tot de ontwikkeling van kwantumcascadelasers op basis van grafeen. Quantum-cascadelasers zijn halfgeleiderlasers die worden gebruikt bij het monitoren van vervuiling, beveiliging en spectroscopie. Grafeen met weinig lagen zou een uniek platform kunnen worden voor deze interessante toepassing.