Las ondas de terahercios abarcan rangos de frecuencia entre el espectro infrarrojo utilizado, por ejemplo, para visión nocturna y las ondas de gigahercios que encuentran su aplicación, entre otras, en conexiones Wi-Fi. Las ondas de terahercios permiten la detección de materiales queson indetectables en otras frecuencias. Sin embargo, el uso de estas ondas está severamente limitado por la ausencia de dispositivos y materiales adecuados que les permitan controlarlos. Investigadores de la Universidad de Ginebra UNIGE, que trabajan con la Escuela Politécnica Federal de Zurich ETHZy dos equipos de investigación españoles, han desarrollado una técnica basada en el uso de grafeno, que permite el control potencialmente muy rápido tanto de la intensidad como de la polarización de la luz de terahercios. Este descubrimiento, presentado en Comunicaciones de la naturaleza , allana el camino para un uso práctico de las ondas de terahercios, en particular para imágenes y telecomunicaciones.
El grafeno es una sola capa atómica de átomos de carbono que forma una red de panal. Se encuentra, por ejemplo, en el grafito, el componente principal de las barras de lápiz. En el Departamento de Física de la Materia Cuántica de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, el equipo de Alexey Kuzmenko ha sidotrabajando en las propiedades físicas del grafeno durante varios años. "La interacción entre la radiación de terahercios y los electrones en el grafeno es muy fuerte y, por lo tanto, hemos llegado a la hipótesis de que debería ser posible utilizar el grafeno para controlar las ondas de terahercios", explica Kuzmenko.
Trabajando en el marco del proyecto europeo Graphene Flagship, los científicos han creado un transistor a base de grafeno adaptado a las ondas de terahercios ". Al combinar el campo eléctrico, lo que nos permite controlar el número de electrones en el grafeno y, por lo tanto, permite más o menosal pasar la luz, con el campo magnético, que dobla las órbitas electrónicas, hemos podido controlar no solo la intensidad de las ondas de terahercios, sino también su polarización ", comenta Jean-Marie Poumirol, miembro del equipo de investigación de UNIGE.y el primer autor del estudio. "Es raro que se usen efectos puramente eléctricos para controlar los fenómenos magnéticos". Los científicos ahora pueden aplicar dicho control en un rango completo de frecuencias de terahercios.
Aplicaciones prácticas de ondas terahercios
Hoy, el enfoque del equipo de investigación de UNIGE es avanzar desde el prototipo y desarrollar aplicaciones prácticas y nuevas oportunidades controlando las ondas de terahercios. Su objetivo es hacer que las ondas de terahercios sean industrialmente competitivas en los próximos años. Hay dos áreas principales deaplicación para esta innovación, la primera es la comunicación. "Con una película de grafeno asociada con ondas de terahercios, deberíamos poder enviar información totalmente segura a velocidades de aproximadamente 10 a 100 veces más rápidas que con Wi-Fi o ondas de radio,y hacerlo de forma segura en distancias cortas ", explica Poumirol. Esto presentaría una ventaja significativa en las telecomunicaciones. La segunda esfera de aplicación es la de imágenes. Al ser no ionizantes, las ondas de terahercios no alteran el ADN y, por lo tanto, son muy útiles en medicina,biología y farmacia Además, el control de la polarización circular de las ondas terahercios permitirá la distinción entre diferentes simetrías zurdo o diestro.d de moléculas biológicas, que es una propiedad muy importante en aplicaciones médicas.Además, existe una aplicación potencialmente muy poderosa de estas ondas en la seguridad nacional.Kuzmenko continúa: "Las ondas de Terahertz son detenidas por metales y son sensibles a los plásticos y la materia orgánica. Esto podría conducir a medios más efectivos para detectar armas de fuego, drogas y explosivos transportados por personas, y tal vez podría servir como una herramienta para fortalecer la seguridad del aeropuerto".
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Materiales proporcionados por Universidad de Ginebra . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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