El grafeno ha sido objeto de una intensa investigación en entornos académicos e industriales debido a sus propiedades únicas de conducción eléctrica. Como el material más delgado conocido por el ser humano, el grafeno es esencialmente bidimensional y tiene distintas propiedades electrónicas y fotónicas de los materiales 3D convencionales.
Investigadores de la Universidad Purdue (Todd Van Mechelen, Wenbo Sun y Zubin Jacob) han demostrado que el fluido viscoso del grafeno (los electrones que chocan en los sólidos pueden comportarse como fluidos) soportan ondas electromagnéticas unidireccionales en el borde. Estas «ondas de borde» están vinculadas a una nueva fase topológica de la materia y simbolizan una transición de fase en el material, no muy diferente de la transición de sólido a líquido.
Con esta nueva fase del grafeno la luz es resistente al desorden, las imperfecciones y la deformación
Una característica notable de esta nueva fase del grafeno es que la luz viaja en una dirección a lo largo del borde del material y es resistente al desorden, las imperfecciones y la deformación. Los investigadores de Purdue han aprovechado este efecto no recíproco para desarrollar «circuladores topológicos» —enrutadores de señales unidireccionales, los más pequeños del mundo— que podrían ser un gran avance para el procesamiento totalmente óptico en chip.
Los circuladores son un bloque de construcción fundamental en los circuitos ópticos integrados, pero se han resistido a la miniaturización debido a sus componentes voluminosos y al estrecho ancho de banda de las tecnologías actuales.
Enrutamiento de información e interconexiones entre los sistemas informáticos cuánticos y clásicos
Los circuladores topológicos superan este problema al ser tanto de ultra-sublongitud de onda como de banda ancha, habilitados por una fase electromagnética única de la materia. Las aplicaciones incluyen el enrutamiento de la información y las interconexiones entre los sistemas informáticos cuánticos y clásicos.
La investigación fue publicada en Nature Communications.
