El grafeno representará una ruptura en la próxima generación de dispositivos fotónicos. Uno de los grandes desafíos que presenta es el desarrollo de protocolos para el crecimiento, trasferencia y nanofabricación de grafeno sobre obleas completas que aseguren dispositivos de alta movilidad (por encima de 5,000 cm2V-1s-1), reproducible y con un alto rendimiento.
En el proyecto SAGRADO, vamos a desarrollar una línea de trabajo para la integración de grafeno monocristalino en circuitos fotónicos. El proyecto SAGRADO confía en el crecimiento sin catalizador de monocapas de grafeno (MCG) monocristalino por deposito químico en fase vapor, seguido de una transferencia de grafeno libre de ácidos y de disolventes usando láminas de alcohol polivinílico (un polímero soluble en agua y un 99% biodegradable) y, por último, la nanofabricación de dispositivos fotónicos basados en grafeno.
Proponemos dos aproximaciones para el crecimiento de MCG monocristalino. Primero, nanocristales de MCG serán crecidos sobre obleas de zafiro nanopatronado para ser posteriormente transferidas a sustratos de zafiro planos. Los nanocristales de MCG será usados comosemillas para el crecimiento de obleas de MCG monocristalino. Segundo, usando sustratos de zafiro nanopatronados, las MCG se crecerán con el tamaño y la forma de los dispositivos fotónicos finales.
El desempeño de los dispositivos fotónicos basados en MCG que fabricaremos, usando ambas aproximaciones, se comparará con el de dispositivos fabricados con los métodos tradicionales. Los dispositivos fotónicos elegidos son interruptores totalmente ópticos y electro-ópticos. El desarrollo de dispositivos fotónicos basados en MCG propuestos en SAGRADO abrirá nuevos caminos en la fotónica integrada y contribuirán al desarrollo energético eficiente del internet de las cosas, entre otras tecnologías. Por lo tanto, el projecto SAGRADO está perfectamente alineado con el Reto Número 7 (Economía, Sociedad y Cultura Digitales) del Plan Estatal de Investigación Científica y técnica y de Innovación del Ministerio de Economía Industria y Competitividad.
(https://www.ciencia.gob.es/stfls/MICINN/Prensa/FICHEROS/2018/PlanEstatalIDI.pdf).