پژوهشگران موفق شدند با استفاده از ترکیب مواد کربنی و نانوحفره‌های بلوری فتونیک، تلفیق کننده نوری الکتریکی جدیدی بسازند. این دستگاه قادر است بیش از ۱۰ dB را تلفیق کرده و نسل جدیدی از تلفیق کننده‌های متراکم را ایجاد کند.
ساخت تلفیق کننده‌ای پرسرعت با استفاده از گرافن
پژوهشگران موفق شدند با استفاده از ترکیب مواد کربنی و نانوحفره‌های بلوری فتونیک، تلفیق کننده نوری الکتریکی جدیدی بسازند. این دستگاه قادر است بیش از ۱۰ dB را تلفیق کرده و نسل جدیدی از تلفیق کننده‌های متراکم را ایجاد کند.
گرافن ماده‌ای دو بعدی با ضخامت یک لایه اتم کربن است که دارای خواص مکانیکی و فیزیکی منحصر به‌فردی است، این خواص موجب شده تا از آن بتوان در حوزه الکترونیک نوری استفاده کرد. یکی از مزایای استفاده از این ماده آن است که می‌تواند الکترون و حفره را با سرعت بالایی از خود عبور دهد. 
این ماده جاذب بسیار خوبی است به‌طوری که قادر به جذب طول موج‌های مختلف، از نور مرئی تا مادون قرمز است. بر خلاف نیمه‌هادی‌های نوع ۳ و ۵ که در محدوده بسیار کمی از طول موج‌ها فعالیت دارند. این ماده برهمکنش شدیدی با نور دارد که از آن می‌توان برای ساخت ادوات مخابراتی نوری سریع استفاده کرد.
یک تیم تحقیقاتی به رهبری دیرک انگلوند از دانشگاه کلمبیا موفق به ساخت تلفیق کننده نوری الکتریکی شده است برای ساخت این دستگاه از جفت شدن یک نانوحفره بلوری فتونیک سیلیکونی با یک لایه گرافن استفاده شده است. این تیم تحقیقاتی پیش از این نشان داده بود که سیستم نانوحفره-گرافن می‌تواند ۴۵ درصد نوری را که به آن تابیده می‌شود را جذب کند.
در این پژوهش جدید، محققان با استفاده از یک الکترولیت پلیمری، گرافن را به‌صورت دروازه الکتریکی در آوردند که قادر است میدان الکتریکی بالایی را ایجاد کند. با این کار سطح فرمی گرافن ۰٫۸۵ الکترون ولت بالا می‌رود به‌صورتی که مقدار نور انعکاس یافته از آن افزایش می‌یابد، به این پدیده بلوک شدن پاول گفته می‌شود. بلوک شدن پاول زمانی اتفاق می‌افتد که اوربیتال‌های الکترون و حفره اشغال باشند و مانع از برانگیختگی حاملین و در نتیجه حرکت فوتون می‌شود.
یکی از محققان این پروژه می‌گوید راهبرد ما نشان می‌دهد که تلفیق کننده الکترونیک نوری گرافن می‌تواند روی مدارهای مجتمع فوتونیک ساخته شود این دستگاه قادر است با انرژی بسیار کمی کار کند. گرافن با شدت بالا نور را جذب می‌کند این موضوع موجب می‌شود تا دستگاه در فرکانس ۳۰۰ گیگاهرتز کار کند. به مدد سرعت بالای حرکت الکترون، این دستگاه در ابعاد بسیار کوچک ساخته شده و در فرکانس ۱۰۰ گیگاهرتز و حتی بیشتر را نیز می‌تواند کار کند.
نتایج این پژوهش در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.
