Il grafene alla base del 5G
I ricercatori della Graphene Flagship, una delle più grandi iniziative di ricerca della Commissione Europea, hanno dimostrato che i dispositivi fotonici integrati basati su grafene offrono una soluzione unica per le comunicazioni ottiche di nuova generazione. Le proprietà del grafene consentono comunicazioni a banda ultralarga e un basso consumo.

Questo cambia radicalmente il modo in cui i dati vengono trasmessi attraverso i sistemi di comunicazione ottica, rendendo i dispositivi integrati nel grafene l’ingrediente chiave per l’evoluzione del 5G, dell’Internet of Things (IoT) e dell’Industria 4.0. I risultati sono stati pubblicati su “Nature Review Materials” e messi in evidenza in copertina.

 

Il grafene alla base dei sistemi per la banda larga del futuro: Italia impegnata nello sviluppo

“Poiché le tecnologie convenzionali dei semiconduttori si stanno avvicinando ai propri limiti fisici, dobbiamo esplorare tecnologie completamente nuove per realizzare le nostre più ambiziose visioni di una società interconnessa globale”, spiega Wolfgang Templ, manager of the Radio Transceiver Research Group presso Nokia Networks in Germania.

La realtà partner della Graphene Flagship aggiunge: “il grafene promette un significativo passo in avanti nelle prestazioni dei componenti chiave per le comunicazioni ottiche e radio oltre i limiti prestazionali delle attuali tecnologie dei componenti convenzionali basate sui semiconduttori”.

Paola Galli, di Nokia Italia, concorda: “L’utilizzo del grafene nella fotonica offre una combinazione di vantaggi che costituiranno un game changer. È necessario esplorare nuovi materiali per andare oltre i limiti delle attuali tecnologie e soddisfare i bisogni di capacità delle reti future”.

“Il grafene integrato in un circuito fotonico è una tecnologia scalabile e a basso costo in grado di gestire i collegamenti in fibra ad altissime velocità di trasmissione dati”, ha dichiarato Marco Romagnoli, di CNIT, il Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni, partner della Graphene Flagship.

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Antonio D’Errico ricercatore di Ericsson Research a Pisa, partner della Graphene Flagship, spiega come “il grafene per la fotonica abbia il potenziale di cambiare la prospettiva dell’ICT in modo dirompente. “È molto importante che questa informazione fondamentale sia ora disponibile e accessibile a chiunque sia interessato in tutto il mondo”.

Questa partnership, che comprende aziende e centri di ricerca in cinque diversi paesi europei tra cui l’Italia, ha prodotto la visione definitiva per il futuro dell’integrazione del grafene nella fotonica. Il team coinvolge ricercatori di CNIT, Ericsson Italia, IMEC, Nokia, Nokia-Bell Labs, AMO, ICFO e dell’Università di Cambridge.

Questa sinergia di lunga durata produce risultati senza precedenti sia in campo scientifico che per quel che riguarda l’innovazione. Il grafene può garantire modulazione, rilevamento e prestazioni di commutazione che soddisfano tutti i requisiti per la futura evoluzione nella produzione di dispositivi fotonici.

E L’avvento dell’Internet of Things e dell’era del 5G rappresentano opportunità uniche per il grafene di dimostrare il suo massimo potenziale. Si punta, infatti, a ricetrasmettitori ottici altamente integrati che permetteranno bit rate elevati ben oltre un terabit al secondo per canale ottico.

Questi sistemi mirati si differenziano dai loro predecessori basati sui semiconduttori per minore complessità, dissipazione di energia e form factor che vanno di pari passo con una maggiore flessibilità.