Forskare inom Graphene Flagship -projektet, ett av EU -kommissionens största forskningsinitiativ, visade att integrerade grafenbaserade fotoniska enheter erbjuder en unik lösning för nästa generations optisk kommunikation. Forskare i initiativet har visat hur grafens egenskaper möjliggör ultrabred bandbreddskommunikation i kombination med låg strömförbrukning att radikalt förändra hur data överförs över de optiska kommunikationssystemen. Detta kan göra grafenintegrerade enheter till nyckelkomponenten i utvecklingen av 5G, Internet-of-Things (IoT), och industri 4.0. Resultaten publicerades i Naturrecensioner Material och markerad på omslaget.

"När konventionell halvledarteknologi närmar sig sina fysiska begränsningar måste vi utforska helt ny teknik för att förverkliga våra mest ambitiösa visioner om ett framtida nätverksbaserat globalt samhälle, "förklarar Wolfgang Templ, Avdelningschef för Transceiver Research på Nokia Bell Labs i Tyskland, som är en Graphene Flagship -partner. "Graphene utlovar ett betydande steg i prestanda för nyckelkomponenter för optisk och radiokommunikation bortom prestandagränserna för dagens konventionella halvledarbaserade komponenttekniker." Paola Galli, Nokia IP och optiska nätverk Medlem av teknisk personal, håller med:"Graphene fotonik erbjuder en kombination av fördelar för att bli spelväxlare. Vi måste utforska nytt material för att gå utöver gränserna för nuvarande teknik och möta kapacitetsbehovet i framtida nätverk."

Graphen Flagship presenterar en vision för framtiden för grafenbaserad integrerad fotonik, och ger strategier för att förbättra strömförbrukningen, tillverkbarhet och integrering av skivor. Med denna nya publikation, Graphene Flagship-partnerna tillhandahåller också en färdplan för grafenbaserade fotonikaenheter som överträffar det tekniska kravet för utvecklingen av datakom- och telekommarknader som drivs av 5G, IoT, och industrin 4.0. "Grafen integrerat i en fotonisk krets är en låg kostnad, skalbar teknik som kan använda fiberlänkar med mycket höga datahastigheter, "sade Marco Romagnoli, från Graphene Flagship -partner CNIT, det nationella interuniversitetskonsortiet för telekommunikation i Italien.

Antonio D'Errico från Graphene Flagship -partner Ericsson Research förklarar hur "grafen för fotonik har potential att förändra informations- och kommunikationsteknologins perspektiv på ett störande sätt. Detta dokument publicerades i Naturrecensioner Material förklarar hur man aktiverar nya funktionsrika optiska nätverk. Jag är glad att kunna säga att denna grundläggande information nu är tillgänglig för alla som är intresserade runt om i världen. "

Detta industriella och akademiska partnerskap, bestående av företag och forskningscentra i fem olika europeiska länder, har utvecklat en övertygande vision för framtiden för grafenfotonisk integration. Teamet involverar forskare från CNIT, Ericsson, IMEC, Nokia, Nokia Bell Labs, EN MO, ICFO och University of Cambridge. Dessa samarbeten är kärnan i Graphene Flagship, inrättades av EU -kommissionen för att stödja kommersialiseringen av grafen och relaterat material fram till 2023. "Graphen Flagship är ett unikt ekosystem där industriella och akademiska partners arbetar tillsammans under en längre period än ett normalt EU -projekt. Denna synergi under en varaktig period ger oöverträffade resultat både inom vetenskap och innovation, "kommenterar Romagnoli.

"Samarbete mellan industri och akademi är nyckeln för utforskande arbete mot helt ny komponentteknik. Forskning i denna fas medför betydande risker, så det är viktigt att akademisk forskning och branschforskningslaboratorier går med de smartaste sinnena för att lösa de grundläggande problemen. Industrin kan ge perspektiv på relevanta forskningsfrågor för potential i framtida system, "tillägger Templ of Nokia Bell Labs." Tack vare ett ömsesidigt utbyte av information kan vi sedan mogna tekniken och överväga alla krav för en framtida industrialisering och massproduktion av grafenbaserade komponenter. "

"Det här fallet exemplifierar kraften i grafenteknik för att transformera avancerade applikationer inom telekommunikation. Vi börjar redan se frukterna av Graphene Flagship -investeringarna när vi går från materialutveckling till komponenter och integration på systemnivå, "förklarar Kari Hjelt, Head of Innovation för Graphene Flagship.

Grafenfotonik erbjuder fördelar i både prestanda och tillverkning jämfört med teknikens ståndpunkt. Grafen kan säkerställa modulering, detekterings- och växlingsföreställningar som uppfyller alla krav för nästa utveckling inom tillverkning av fotoniska enheter. "Vi strävar efter högintegrerade optiska sändtagare som möjliggör ultrahöga bithastigheter långt över en terabit per sekund per optisk kanal. Dessa riktade system kommer att skilja sig från sina halvledarbaserade föregångare med väsentligt lägre komplexitet, energispridning och formfaktor tillsammans med en högre flexibilitet och justerbarhet, "förklarar Templ.

Daniel Neumaier från Graphene Flagship -partner AMO GmbH, även ledare för Graphene Flagship Division on Electronics and Photonics Integration, tillägger:"Optiska kommunikationslänkar kommer att bli allt viktigare i 5G för att stödja de höga datahastigheterna vid alla noder. Grafenbaserade optiska komponenter integrerade på en kiselplattform kommer att kunna leverera både ökad prestanda och en billig produktionsprocess , förväntas därför bli viktiga komponenter i 5G -eran. "

"Det här dokumentet ger ett tydligt exempel på varför en integrerad metod för grafen och kiselbaserad fotonik kan möta och överträffa de förutsägbara kraven för de ständigt ökande datahastigheterna i framtida telekomsystem, säger Andrea C. Ferrari, professor vid University of Cambridge, Vetenskaps- och teknikchef på Graphen Flagship och ordförande för dess ledningsgrupp. "Tillkomsten av sakernas internet och 5G -eran representerar unika möjligheter för grafen att visa sin ultimata potential, "avslutar han.

Flaggskeppet Graphene är ett av Europeiska unionens största forskningsinitiativ. Med en budget på 1 miljard euro, det representerar en ny form av fog, samordnat forskningsinitiativ i en aldrig tidigare skådad skala. Det övergripande målet med Graphen Flagship är att ta grafen och relaterat material från akademiska laboratorier till det europeiska samhället, underlätta ekonomisk tillväxt och skapa nya arbetstillfällen, på tio år. Genom ett konsortium som kombinerar nästan 150 partners, både akademiska och industriella, forskningsinsatsen omfattar hela värdekedjan, från materialproduktion till komponenter och systemintegration, och riktar in sig på flera specifika mål som utnyttjar grafens unika egenskaper och relaterade material.