Il futuro delle telecomunicazioni e della trasmissione dei dati ad altissima capacità passa dal grafene e dal contributo dell’Italia.
Il gruppo di ricerca congiunto tra Istituto TeCIP (Tecnologie della Comunicazione, Informazione, Percezione) della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni (CNIT), coordinato da Marco Romagnoli, responsabile della produzione su larga scala dei componenti optoelettronici per Graphene Flagship, il più grande programma di ricerca europeo con 150 partner e un budget di 1 miliardo di euro, ha pubblicato su Nature Photonics la dimostrazione del primo modulatore ottico di fase al mondo, realizzato in grafene e silicio.
Si tratta di un innovativo dispositivo fotonico utilizzato per la conversione dei dati elettronici in dati ottici in maniera estremamente efficiente. Il nuovo dispositivo ha dimensioni di circa mezzo millimetro, è potenzialmente compattabile fino a un decimo di millimetro ed è basato su micro-fotonica in silicio (la cosiddetta “Silicon Photonics”) e un singolo strato di grafene,strato monoatomico di carbonio con spessore inferiore al miliardesimo di metro.
Oggi i sistemi di trasmissione ottici sono utilizzati non soltanto per realizzare le grandi reti geografiche che collegano città, stati e continenti e le reti metropolitane o di accesso, la nota “fibra” che arriva nelle case degli utenti, ma anche per interconnettere al loro interno i datacenter e i supercomputer, che sono alla base del cloud-computing, dei social network, degli shop online. Per questo motivo è importante sviluppare dispositivi sempre più integrati, compatti, e che presentino un ridotto consumo energetico.
La ricerca condotta dal gruppo misto Sant’Anna - CNIT ha evidenziato come sia promettente in questo contesto lo sviluppo di componenti in silicio con l’utilizzo del grafene. È possibile infatti realizzare nuovi dispositivi di questo tipo utilizzando le stesse infrastrutture e gli stessi processi tecnologici usati per produrre i componenti microelettronici, quindi senza grandi ulteriori costi di sviluppo. Le peculiari proprietà fisiche del grafene - materiale compatibile con queste tecnologie, economico, e particolarmente performante - possono aggiungere funzionalità ai nuovi dispositivi realizzando prestazioni finora irraggiungibili.