IL COMPUTER SARÀ PIÙ VELOCE GRAZIE A UN MODULATORE OTTICO IN GRAFENE

Il computer sarà più veloce grazie a un modulatore ottico in grafene

La scoperta tutta toscana nasce dal gruppo di ricerca congiunto tra l'Istituto TeCIP (Tecnologie della Comunicazione, Informazione, Percezione) della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e il Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni (CNIT)

Sarà un dispositivo di circa mezzo millimetro, compattabile fino a un decimo di millimetro a cambiare per sempre il futuro delle telecomunicazioni e della trasmissione dei dati ad altissima capacità. Il nuovo dispositivo è basato su micro-fotonica in silicio (la cosiddetta “Silicon Photonics”) e un singolo strato di grafene, uno strato monoatomico di carbonio con spessore inferiore al miliardesimo di metro. Questo 'modulatore' è stato realizzato dal 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 e sarà utilizzato per la conversione dei dati elettronici in dati ottici.

Il gruppo di ricerca italiano è 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. Questa ricerca è stata resa possibile grazie all’impegno della Scuola Superiore Sant’Anna, che supportata da Regione Toscana e da numerose collaborazioni industriali, ha investito negli ultimi anni nelle tecnologie per l’integrazione fotonica costituendo un ecosistema di grande rilevanza sul territorio nazionale ed internazionale nel campo dei componenti ottici attraverso il centro INPHOTEC.  La dimostrazione, pubblicata su Nature Photonics, nasce da una collaborazione che coinvolge anche IMEC, leader europeo nella ricerca nanoelettronica e le tecnologie digitali e l’Università di Cambridge.

I sistemi in fibra ottica che utilizzano la luce come mezzo per il trasporto dei dati si sono affermati dagli anni ’80 del XX secolo come gli strumenti più efficienti per realizzare le reti di telecomunicazione ad alta capacità, alla base della rivoluzione informatica degli ultimi 30 anni. Processori e memorie elettroniche sempre più potenti hanno consentito la manipolazione di una quantità crescente di dati, che ha portato allo sviluppo della moderna società dell’informazione.

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. 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.

“Il modulatore ottico di fase, la cui funzionalità è stata dimostrata recentemente, insieme agli altri nuovi componenti che utilizzano il grafene, può diventare un tassello essenziale per lo sviluppo delle piattaforme di telecomunicazione e dati ad altissima densità e velocità, necessari per sostenere il tumultuoso aumento delle trasmissioni richiesto dalle nuove piattaforme legate al 5G, lo ‘smart manufacturing’ la così detta ‘quarta rivoluzione industriale’ e l’Internet delle cose", ha dichiarato Giampiero Contestabile, ricercatore all’Istituto TeCIP (Tecnologie della Comunicazione, Informazione, Percezione) della Scuola Superiore Sant’Anna e co-autore dell’articolo pubblicato su Nature Photonics.  

22/02/2018