NanoGUNEko Nanogailuen taldea proiektuaren bederatzi kideetako bat izango da. Bere ardura partzuergoko beste kideek emandako tinta erdieroale batekin transistoreak egitea, eta probatzea, da. Gailuen miniaturizazioaz ere arduratuko da nanoGUNE, hauekin gailu mugikorrak bezalako aplikazio elektroniko egiteko intentzioarekin. Horretarako, 297.600€ jasoko ditu, hiru urteko eperako.

Graphenea enpresak ere, 2010ean nanoGUNE eta inbertsore pribatuen artean sortutakoak, parte hartuko du proiektuan. Ikerketa talde kolaboratiboa europako sei kidek osatuko dute: Universidade do Minho-ko Algoritmi zentroak (Braga, Portugal); Valentziako Unibertsitateko ICMol institutuak; Technische Universität München unibertsitateak (Munich, Alemania); Katholieke Universiteit Leuven unibertsitateak (Lovaina, Belgika); Universität Wien unibertsitateak (Viena, Austria); eta University of Nottingham unibertsitateak (Erresuma Batua).

Europako Batasuneko FET-OPEN (Future and Emerging Technologies) proiektuek hasierako fasean dauden ikerlerroak babesten dituzte, teknologia berriak sorraraz ditzaketen ideietan oinarritutakoak. Ildo horretatik, EBren egitasmoak diziplina askotako zientzialari eta ingeniariak animatzen ditu zientziaren arloan aurrerabideak sustatzen dituzten ikerketa proiektuetan parte hartzera. Halaber, azpimarratzekoa da Europako FET-OPEN (Future and Emerging Technologies) programa deialdi oso lehiakorra dela; izan ere, aurkezturiko 643 proiektuetatik, soilik 24 (% 3,7) finantzatu dira Europa osoan.

Patenteak

Aurelio Mateo-Alonso proiektuaren koordinatzailearen arabera, hainbat propietatetako dimentsio biko materialen bidez tinta erdieroaleak garatzea “aurrerapauso garrantzitsua izango da gailu elektroniko ultrafinen hurrengo belaunaldirako material berriak sortzeko bidean; besteak beste, transistoreak, LEDak, eguzki zelulak eta fotodetektagailuak”. Ikertzaileek diotenez, gainera, 2D-INK proiektuaren aukera teknologikoak ikusita eta enpresa pribatu baten parte hartzeak, patenteak sortzea espero dela.

Iturri puntual batetik hedatzen diren uhin optikoek uhin-fronte zirkularrak izan ohi dituzte. “Ur-gainazal batera harri bat jaurtitzen denean sortzen diren uhinak bezala”, adierazi du Peining Li ikertzaileak (doktoretza osteko nanoGUNEko ikertzailea eta artikuluaren egile nagusia). Hedapen zirkular horren arrazoia da argia hedatzen den ingurunea homogeneoa eta isotropikoa izan ohi dela, alegia, uniformea dela norabide guztietan.

Zientzialariek teorikoki iragarria zeukaten espezifikoki egituratutako gainazalek argia “hankaz gora” jar dezaketela argia haietan zehar hedatzen denean. “Gainazal horiei metagainazal hiperboliko esaten zaie, eta iturri puntual batetik igorritako uhinak norabide jakin batzuetan eta uhin-fronte irekiekin (ahurrak) hedatzen dira gainazal horietan zehar”, azaldu du Javier Alfaro ikertzaileak (nanoGUNEko doktoretza-ikaslea eta artikuluaren egilekideetako bat). Norabide jakin batzuetan bakarrik hedatzen direnez eta, gainera, argiak espazio zabalean edo uhin-gidari estandarretan izan ohi dituen uhin-luzerak baino askoz uhin-luzera txikiagoekin hedatzen direnez, seinaleak hautemateko eta prozesatzeko gailu optikoak miniaturizatzen lagundu lezakete.

Orain, argi infragorrirako metagainazal bat garatu dute ikertzaileek. Boro nitruroan oinarrituta dago; grafenoaren antzeko 2Dko materiala da, eta argi infragorria luzera-eskala arras txikietan manipulatzeko gaitasunagatik hautatu dute. Halaber, sentsore kimiko miniaturizatuak garatzeko edo gailu optoelektronikoetan beroa nanoeskalan kudeatzeko erabili ahal izango litzateke. Bestalde, uhin-fronte ahurrak zuzenean ikustea lortu dute, mikroskopio optiko berezi bat erabiliz, eta orain arte oso zaila izan da horiek ikusi ahal izatea.

Metagainazal hiperbolikoak fabrikatzea zaila da oso, eskala nanometrikoko egitura oso zehatza behar baitute. Irene Dolado nanoGUNEko doktoretza-ikasleak eta Saül Velez nanoGUNEko doktoretza osteko ikertzaile ohiak (orain ETH Zürich-en dago) erronka hori gainditu dute, elektroi-sorta bidezko litografiaren eta Kansas Estatuko Unibertsitateak helarazitako kalitate handiko boro nitrurozko xafla txikien grabatuaren bidez. “Hainbat optimizazio egin ondoren, behar genuen doitasuna lortu dugu, eta 25 nm-rainoko tamaina-tarteko sareta-egiturak lortu ditugu”, azaldu du Doladok. “Fabrikazio-metodo horiek berak beste material batzuetan ere erabil daitezke, eta horrek bidea zabal dezake propietate optiko pertsonalizatuko metagainazal egituratu artifizialak egiteko”, erantsi du Saül Vélezek.

Teoriatik errealitatera 

Uhinak metagainazalean nola hedatzen diren ikusteko, ikertzaileek abangoardiako nanoirudi infragorriko teknika bat erabili dute, nanoGUNEko Nanooptikako taldeak berak garatu duena. Lehenengo, urrezko nanoantena infragorri bat ezarri zuten metagainazalaren gainean. “Nanoantenak uretara jaurtitako harri baten funtzioa egiten du horrela”, dio Peining Lik. Nanoantenak argi infragorri intzidentea kontzentratzen du foku txiki batean, eta metagainazalaren gainean hedatzen diren uhinak jaurtitzen ditu horrek. Eremu hurbileko ekorketa-mikroskopio optiko baten laguntzarekin (s-SNOM), ikertzaileek uhinen irudiak atera zituzten. “Zoragarria izan zen irudiak ikustea. Izan ere, urrezko nanoantenatik hedatzen ziren uhin-fronteen kurbadura ahurra bistaratu zuten, teoriak iragarri bezalaxe”, dio Rainer Hillenbrand nanoGUNEko Ikerbasque ikertzaile eta ikerketaren zuzendariak.

Ikerketaren emaitzek etorkizun oparoa dute, eta bide berriak ireki dizkiete material bidimentsionaleko nanoegiturei, metagainazal hiperbolikoz osatutako gailuetarako eta zirkuituetarako plataforma berritzaile gisa erabiltzeko. Are gehiago, emaitzek frogatu dute nola eremu hurbileko mikroskopia erabilgarria den material anisotropikoetako fenomeno optikoak agerian uzteko eta metagainazalak diseinatzeko printzipio berriak egiaztatzeko.

Ikerketaren finantziazioa nagusiki Europar Batasunaren Marie Sklodowsca-Curie Actions banakako diru-laguntzetatik eta Eusko Jaurlaritzaren eta Espainiako Gobernuaren doktoretza aurreko ikerketarako beka-programetatik dator, bai eta Estatu Batuetako Nacional Science Foundation-etik ere, eta Graphene Flagship europar ekimenaren barneko nanoGUNEko proiektuekin bat gauzatu da.

CIC nanoGUNEk, BerriUp-ek —Donostiako startupen azeleragailua— eta Grapheneak —grafenoa ekoizten eta merkaturatzen duen nanoGUNEko lehen startup-a— lankidetza-hitzarmen bat sinatu dugu grafenoaren ikerketarekin lotutako proposamenak bultzatzeko. Horretarako, Global Graphene Call izeneko deialdia jarri dugu martxan lehen aldiz, grafenoarekin lotutako enpresa-ideiak garatzeko.

Parte-hartzaileek beren proiektuak eta egiazkoak aurkeztu beharko dituzte, eta parte hartzeko beharrezkoa da proiektua osorik erregistratzea horretarako prestatutako online galdetegian. Proiektuak bidaltzeko epea 2020ko otsailaren 24an hasi eta 2020ko apirilaren 12an bukatuko da, biak barne.

Hautatutako finalistek azelerazio pertsonalizatuko programa bat izango dute BerriUp-en egoitzan, 2020ko ekainetik abuztura bitartean. Halaber, Graphenearen materiala eskuratzeko eta nanoGUNEren ekipamendu zientifikoa erabiltzeko aukera izango dute.