Amaia Portugal / 2014-06-04 / 694 hitz

Gailu optikoak sortzeko bidean urrats garrantzitsua egin dute Nanogunen, argia kontrolatzen duen plataforma bat eraikita; Pablo Alonso da ‘Science’ aldizkariko artikuluaren egile nagusia.

Grafenoa baliatuta, argia kontrolatzen duen plataforma bat garatu dute Nanogunen. Lehen urratsak dira, eragiketak gaur egungo transistoreek edo ordenagailuek baino askoz ere azkarrago egingo lituzketen gailuak eraikitzeko: gailu optikoak. Science aldizkariak eman du lorpenaren berri, eta Pablo Alonso Gonzalez da artikuluaren egile nagusia (Aguera de Candamo, Asturias, Espainia, 1980). Rainer Hillenbrandek zuzentzen duen Nanooptika taldeko kidea da. Nanoguneko beste talde batzuekin eta Graphenearekin egindako elkarlana izan da arrakasta horren gakoa.

Zer da grafenoa?

Karbono atomoz osatutako geruza bakar bat da. Arkatz baten grafitoa, adibidez, grafeno geruza mordo bat da, baina, geruza bakarra isolatuta, grafenoak propietate elektroniko eta optiko desberdinak ditu. Propietate sinesgaitzak, elektroiek ez baitute ia energiarik galtzen mugitu bitartean; oso azkar doaz. Eta propietate optikoak ere bai: ia espektro osoko argia xurgatzen dute.

Grafenoan argia kontrolatu duzue. Zer zailtasun zenituzten?

Grafenoa erabili nahi genuen zirkuitu optiko bat egiteko. Gaur egun, datuen transmisio abiadura ez da oso handia; horregatik dira ordenagailuak hiruzpalau gigahertzekoak. Kargen ordez argia erabiltzerik izango bagenu, askoz ere azkarragoa izango litzateke transmisioa. Baina argia oso handia da; kolorearen arabera,400-600 nanometro neurtzen du. Argia oso azkar mugituta ere, prozesadoreak ikaragarri handia izan beharko luke. Orduan, bitarteko bat behar dugu, argi hori garraiatuko duena tarte txikiago baten barruan. 2012an Nature aldizkarian argitaratu genuen artikulu batean, frogatu genuen grafenoa gai dela argi hau trinkotzeko. Orain beste erronka bat genuen: nola igorri uhin luzera handi hori halako bitarteko txiki batera modu eraginkorragoan; eta, behin argi hori grafenoan edukita, nola manipulatu. Horixe egin dugu.

Eta nola egin duzue?

Urrezko antena txiki batzuk jarri genituen. Antena horiei argia iristen zaie, eta argiak dakarren energia hori biltegiratzen dute, eta gero, hedatu; antena arruntek bezala. Adibidez, irrati antena bati uhina iristen zaionean, hartu egiten du, dar-dar egiten du ematen zaion luzeran —erresonantzia—, eta eremu hori asko hedatzen du. Anplifikadore bat dago; seinale hori handitzen du, antena kable batean sartzen da, eta irratira doa. Bada, hemen ere, antzeko zerbait. Antenak argia hartu, kontzentratu, eremua hor barruan hedatu, eta, energia asko duenean, ahalmena du trinkotutako argi hori materialean bota eta hedatzeko. Uhin forman botatzen du, eta uhin horiek plasmoiak dira. Ez dira hutsean dabiltzan uhinak: grafenoaren elektroiei atxikita daude. Orduan, uhinaren luzera asko txikitzen da, eta, aldi berean, argiaren propietateak ditu. Txikia izatea eta azkar mugitzea —argia bezala— konbinatu dugu. Kontrola zen hurrengo urratsa, argia manipulatzen zaila baita.

Zer egin duzue horretarako?

Antenak geometrikoki modelatu ditugu, parabola forma eman. Horrela, plasmoiak ateratzen direnean puntu jakin batera doaz, parabolaren fokura. Baina, gainera, jakin behar dugu argia guk nahi dugun tokira bidaltzen. Frogatu dugu grafeno geruzaren gainean beste grafeno zati txiki bat jarrita prisma baten moduko zerbait osa dezakegula, eta prismek aukera ematen dute argiaren norabidea aldatzeko. Orduan, badugu tresna bat fokua egiteko, beste bat argia kurbatzeko… Beste batzuk falta zaizkigu, baina ateak zabaltzen ari dira argia oso eremu txikian kontrolatzeko.

Urrats horiek inoiz aplikaziorik izango badute, zer erronkari aurre egin behar zaio orain?

Frogatu dugu grafenoak harrapa eta kontzentra dezakeela argi hau eta antenen teknologia batekin oso modu eraginkorrean egin dezakeela hori. Prisma moduko hauekin argia manipula dezakegula ere frogatu dugu. Hurrengo urratsa ate logiko bat eraikitzea da [eragiketa logikoak modu eskematikoan egiteko balio duen zirkuitu elektroniko bat; ordenagailuen oinarrizko piezak dira, adibidez]. Frogatua dago NAND ate logikoak bakarrik erabilita prozesadore bat eraiki daitekeela. Orduan, mota horretako ate bat eraiki genezake, non argia bota eta nondik joan behar duen zehaztu ahal izango dugun, grafenoa eta antenak edukita. Optikoa izango litzateke: sistema konplexu bat ate logiko batekin, grafenoz egina, eta argiarekin. Horrelako ate mota bat egin daitekeela frogatzea da hurrengo urratsa; oinarrizkoa, etorkizunean prozesatzaile optiko bat egiteko.

Nola irudikatzen duzu grafenozko transistore optiko bat?

Egungo transistoreak oso txikiak dira, baina, beroa metatzearen arazoa saihesteko, eragiketak egiteko abiadura daukate mugatuta. Grafenozko transistoreek oraingoen antzeko tamaina izango luketela uste dut; baina askoz ere ahalmen handiagoa abiadurari dagokionez. Eragiketak askoz azkarrago egingo lituzkete. Eta grafeno perfektua balitz, askoz ere gehiago uxatuko luke beroa. Gainera, inork egingo balu grafeno korronteekin dabilen transistore bat, kargak oso azkar mugituko lirateke, eta ez lukete bero handirik eragingo. Horregatik, grafenoa oso interesgarria da korronteekin eta argiarekin aritzeko.