Diseños de innovación en dispositivos optoelectrónicos gracias al grafeno

Diseños de innovación en dispositivos optoelectrónicos gracias al grafeno

Científicos del European Graphene Flagship han logrado observar y seguir, en tiempo real, la forma en que se produce el transporte de calor en las pilas de van der Waals, que consisten en grafeno encapsulado por el material dieléctrico bidimensional BN hexagonal (hBN).

En un estudio, publicado recientemente en Nature Nanotechnology titulado “Transferencia de calor fuera del plano en pilas de van der Waals a través del acoplamiento de fotones electrón-hiperbólicos”, los investigadores del ICFO Klaas-Jan Tielrooij, Niels CH Hesp, Mark B. Lundeberg, Mathieu Massicotte, Peter Schmidt y Diana Davydovskaya, dirigidas por ICREA Prof en ICFO Frank Koppens, en colaboración con investigadores de los Países Bajos, Italia, Alemania y el Reino Unido, han identificado un efecto altamente sorprendente: en lugar de permanecer dentro de la hoja de grafeno, el calor en realidad fluye a las hojas hBN circundantes. Este proceso de transferencia de calor fuera del plano ocurre en una escala de tiempo ultrarrápida de picosegundos (una millonésima de una millonésima de segundo) y, por lo tanto, es dominante sobre los procesos de transferencia de calor competitivos (en el plano).

El proceso de transferencia de calor se produce a través de electrones calientes de grafeno (generados experimentalmente por la luz incidente) que se acoplan a fonon-polaritones hiperbólicos en las láminas de hBN. Estos fonon-polaritones se propagan dentro de la hBN como lo hace la luz en una fibra óptica, pero en este caso para longitudes de onda infrarrojas y a escala nanométrica. Resulta que estos modos hiperbólicos exóticos son muy eficientes para alejar el calor.

Los resultados de este trabajo definitivamente tendrán implicaciones de largo alcance para muchas aplicaciones basadas en el grafeno encapsulado en hBN, a veces denominado plataforma de grafeno de próxima generación, debido a sus propiedades eléctricas superiores. En particular, proporcionará dirección al diseño de dispositivos optoelectrónicos, donde estos procesos de flujo de calor pueden explotarse completamente.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *

Puedes usar las siguientes etiquetas y atributos HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>