O grafeno tem sido o foco de pesquisas intensas em ambientes acadêmicos e industriais devido às suas propriedades únicas de condução elétrica. Como o material mais fino conhecido pelo homem, o grafeno é essencialmente bidimensional e possui propriedades eletrônicas e fotônicas distintas dos materiais 3D convencionais.
Pesquisadores da Universidade Purdue (Todd Van Mechelen, Wenbo Sun e Zubin Jacob) mostraram que o fluido viscoso do grafeno (elétrons em colisão em sólidos podem se comportar como fluidos) suportam ondas eletromagnéticas unidirecionais na borda. Essas “ondas de borda” estão ligadas a uma nova fase topológica da matéria e simbolizam uma transição de fase no material, não muito diferente da transição do sólido para o líquido.
Uma característica notável desta nova fase do grafeno é que a luz viaja em uma direção ao longo da borda do material e é robusta a desordem, imperfeições e deformação. Os pesquisadores de Purdue aproveitaram esse efeito não recíproco para desenvolver “circuladores topológicos” – roteadores de sinais unidirecionais, os menores do mundo – que podem ser um avanço para o processamento totalmente óptico no chip.
Os circuladores são um bloco de construção fundamental em circuitos ópticos integrados, mas têm resistido à miniaturização por causa de seus componentes volumosos e da largura de banda estreita das tecnologias atuais. Os circuladores topológicos superam isso por serem ultrassub comprimento de onda e banda larga, habilitados por uma fase eletromagnética única da matéria. Os aplicativos incluem roteamento de informações e interconexões entre sistemas de computação quânticos e clássicos.
Publicado em 22/10/2021 16h30
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