El grafeno puede convertir señales electrónicas con frecuencias en el rango de gigahercios, que corresponden a las frecuencias de reloj actuales, en señales con una frecuencia varias veces mayor.

La frecuencia de reloj en relación a un procesador o microprocesador indica la frecuencia a la cual los transistores que lo conforman conmutan eléctricamente, es decir, abren y cierran el flujo de una corriente eléctrica.

Los componentes electrónicos actuales basados en silicio funcionan a frecuencias de reloj de varios cientos de gigahercios (GHz), es decir, cambian varios miles de millones de veces por segundo.

La industria de la electrónica está tratando de acceder al rango de los terahercios (THz), es decir, a frecuencias de reloj hasta mil veces más rápidas. Un material prometedor y posible sucesor del silicio podría ser el grafeno, que tiene una alta conductividad eléctrica y es compatible con todas las tecnologías electrónicas existentes.

En particular, la teoría ha predicho durante mucho tiempo que el grafeno podría ser un material electrónico «no lineal» muy eficiente, es decir, un material que puede convertir muy eficazmente un campo electromagnético oscilante aplicado en campos con una frecuencia mucho más alta. Sin embargo, todos los esfuerzos experimentales para probar este efecto en el grafeno en los últimos diez años no han tenido éxito.

«Ahora hemos sido capaces de proporcionar la primera prueba directa de multiplicación de frecuencia de gigahercios a terahercios en una monocapa de grafeno y generar señales electrónicas en el rango de terahercios con notable eficiencia», explica en un comunicado Michael Gensch, cuyo grupo realiza investigaciones sobre física ultrarrápida y opera la novedosa fuente de radiación de terahercios TELBE en el HZDR (Helmholtz Association of German Research Centres)

Y no solo eso: sus socios de cooperación dirigidos por el profesor Dmitry Turchinovich, físico experimental de la Universidad de Duisburg-Essen (UDE), han logrado describir cuantitativamente las mediciones utilizando un modelo simple basado en los principios físicos fundamentales de la termodinámica.

Con este avance, los investigadores están allanando el camino para la nanoelectrónica ultrarrápida basada en grafeno: «No solo pudimos demostrar experimentalmente un efecto largamente pronosticado en el grafeno por primera vez, sino también comprenderlo cuantitativamente bien al mismo tiempo», enfatiza Dmitry Turchinovich.

«En mi laboratorio hemos estado investigando los mecanismos físicos básicos de la no linealidad electrónica del grafeno durante varios años. Sin embargo, nuestras fuentes de luz no fueron suficientes para detectar y cuantificar la multiplicación de frecuencias de manera clara y clara. Para esto, necesitábamos capacidades experimentales. que actualmente solo están disponibles en las instalaciones de TELBE», explicó.

Fuente: europapress.es