Una nueva versión en desarrollp de la tecnología ''spaser'' podría significar que los teléfonos móviles se vuelvan tan pequeños, eficientes y flexibles que se podrían literalmente imprimir en la ropa.
Un equipo de investigadores del Departamento de Sistemas de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Monash (ECSE) ha modelado primer spaser del mundo (amplificación de plasmones superficiales por emisión estimulada de radiación) fabricado completamente de carbono.
Un spaser es efectivamente un láser a nanoescala o nanoláser. Emite un haz de luz a través de la vibración de electrones libres, en lugar de emitir ondas que consumen espacio electromagnético como un láser tradicional. El estudiante de doctorado e investigador principal Chanaka Rupasinghe dijo que el modelado del diseño spaser utilizando carbono ofrecería muchas ventajas.
"Otros spasers diseñados hasta la fecha son de nanopartículas de oro o de plata y puntos cuánticos semiconductores , mientras que nuestro dispositivo se compone de un resonador de grafeno y un elemento de ganancia de nanotubos de carbono", dijo Chanaka. "El uso de carbono significa que nuestro spaser sería más robusto y flexible, podría funcionar a altas temperaturas y ser respetuoso del medio ambiente".
"Debido a estas propiedades, existe la posibilidad de que en el futuro un teléfono móvil extremadamente delgado podría ser impreso en la ropa". Dispositivos basados en spaser se pueden utilizar como una alternativa a los dispositivos actuales basados en transistores, tales como microprocesadores, memoria, y pantallas, para superar las limitaciones de miniaturización y ancho de banda actuales.
Los investigadores decidieron desarrollar el spaser usando grafeno y nanotubos de carbono. Son más de un centenar de veces más fuerte que el acero y pueden conducir el calor y la electricidad mejor que el cobre. También pueden soportar altas temperaturas.
Su investigación mostró por primera vez que el grafeno y los nanotubos de carbono pueden interactuar y transferir energía entre sí a través de la luz. Estas interacciones ópticas son muy rápidas y de alta eficiencia energética, por lo que son adecuados para aplicaciones tales como chips de ordenador.
"El grafeno y los nanotubos de carbono pueden ser utilizados en aplicaciones donde se necesiten materiales fuertes, ligeros y térmicamente estables, debido a sus propiedades mecánicas , eléctricas y ópticas excepcionales. Han sido probados como antenas a nanoescala, conductores eléctricos y guías de onda", dijo Chanaka .
Chanaka afirma que un spaser genera campos eléctricos de alta intensidad concentrados en un espacio de nanoescala. Estos son mucho más fuertes que los generados mediante la iluminación de las nanopartículas de metal por un láser en aplicaciones tales como la terapia del cáncer. El estudio ha sido publicado en ACS Nano.