MADRID, 8 Sep. (EUROPA PRESS) -
Una nueva investigación de la Universidad de Maryland podría dar lugar a una generación de detectores de luz que pueden ver por debajo de superficies, paredes y otros objetos.
Gracias a las propiedades especiales de grafeno, una forma bidimensional de carbono de sólo un átomo de espesor, un prototipo de detector ha sido capaz de ver una extraordinariamente amplia banda de longitudes de onda. Entre ellas figura una banda de ondas de luz que tiene interesantes aplicaciones potenciales, pero son notoriamente difíciles de detectar: las ondas de terahercios, que son invisibles para el ojo humano.
Un trabajo de investigación sobre el nuevo detector ha sido publicado en la revista Nature Nanotechnology. El autor principal Xinghan Cai, un estudiante de Física en la UMD, afirma que este detector "podría encontrar aplicaciones en los campos de terahercios emergentes tales como las comunicaciones móviles, imágenes médicas, detección química, la visión nocturna y la seguridad."
La luz que vemos iluminar objetos cotidianos en realidad representa sólo una banda muy estrecha de las longitudes de onda y frecuencias. Las longitudes de onda de terahercios se dividen entre las microondas y las ondas infrarrojas. La luz en estas longitudes de puede pasar a través de materiales que normalmente consideramos como opacos, como la piel, plásticos, ropa y cartón. También se puede utilizar para identificar las firmas químicas que emiten sólo en el rango de los terahercios.
A TEMPERATURA AMBIENTAL
Actualmente, se realizan pocas aplicaciones tecnológicas para la detección de terahercios, en parte debido a que es difícil detectar ondas de luz en este rango. Con el fin de mantener la sensibilidad, la mayoría de los detectores deben mantenerse extremadamente fríos. Los detectores existentes que funcionan a temperatura ambiente son voluminosos, lentos y prohibitivamente caros.
El nuevo detector de temperatura ambiente consigue evitar estos problemas mediante el uso de grafeno, una sola capa de átomos de carbono interconectados. Mediante la utilización de las propiedades especiales del grafeno, el equipo de investigación ha sido capaz de aumentar la velocidad y mantener la sensibilidad de detección de las ondas a temperatura ambiente en el rango de los terahercios.
Mediante el uso de un nuevo principio de funcionamiento denominado "efecto fototermoelectrico electrón-caliente", el equipo de investigación ha creado un dispositivo que es "tan sensible como cualquier detector de temperatura ambiente existente en el rango de los terahercios y más de un millón de veces más rápido", dice Michael Führer, profesor de Física en la UMD.
El concepto detrás del detector es simple, dice el profesor de Física de la UMD Dennis Drew. "La luz es absorbida por los electrones en el grafeno, que se calientan pero no pierden su energía fácilmente. Así se mantienen calientes mientras la red atómica del carbono permanece frío. "Estos electrones calentados escapan del grafeno a través de los conductores eléctricos, parecido al vapor que se escapa una tetera. El prototipo utiliza dos cables eléctricos hechos de diferentes metales, que conducen electrones a velocidades diferentes. Debido a esta diferencia de conductividad, más electrones escaparán a través de uno que el otro, produciendo una señal eléctrica.
Esta señal eléctrica detecta la presencia de ondas de terahercios debajo de la superficie de los materiales que aparecen opacas al ojo humano.
