Un amplificador de frecuencias basado en grafeno va a permitir el aprovechamiento para las comunicaciones de las elusivas longitudes de onda de terahercios, posibilitando tecnologías revolucionarias.

Las ondas de Terahercios (THz) se ubican entre microondas e infrarrojos en el espectro de frecuencia de luz, pero debido a su baja energía, los científicos no han podido aprovechar su potencial.

El enigma se conoce en los círculos científicos como la brecha de terahercios.

Ser capaz de detectar y amplificar ondas THz (rayos T) abriría una nueva era de tecnologías médicas, de comunicaciones, satelitales, cosmológicas y de otro tipo.

Una de las aplicaciones más importantes sería una alternativa segura y no destructiva a los rayos X. Sin embargo, hasta ahora, las longitudes de onda, que oscilan entre 3 milímetros y 30 picometros, han resultado imposibles de utilizar debido a las señales relativamente débiles de todas las fuentes existentes.

Un equipo de físicos ha creado un nuevo tipo de transistor óptico que funciona como amplificador THz, que utiliza grafeno y un semiconductor de alta temperatura.

La física detrás del amplificador responde sobre las propiedades del grafeno, que es transparente y no es sensible a la luz y cuyos electrones no tienen masa. Se compone de dos capas de grafeno y un superconductor, que atrapa los electrones sin masa de grafeno entre ellos, como un sándwich.

El dispositivo, descrito en Physical Review Letters, se conecta a una fuente de alimentación. Cuando la radiación THz golpea la capa externa de grafeno, las partículas atrapadas en el interior se unen a las ondas salientes, dándoles más potencia y energía de la que llegaron, amplificándolas.

El profesor Fedor Kusmartsev, del Departamento de Física de la Universidad de Loughborough, dijo en un comunicado: «El dispositivo tiene una estructura muy simple, que consta de dos capas de grafeno y superconductor, formando un sándwich. Cuando la luz del THz cae sobre el emparedado, se refleja como un espejo.

«El punto principal es que habrá más luz reflejada que la que cayó sobre el dispositivo. Funciona porque la energía externa es suministrada por una batería o por la luz que golpea la superficie desde otras frecuencias más altas en el espectro electromagnético.

«Los fotones de THz son transformados por el grafeno en electrones sin masa, que, a su vez, se transforman nuevamente en fotones de THz reflejados y energizados. Debido a tal transformación, los fotones THz toman energía del grafeno, o de la batería, y las señales débiles de THz se amplifican».

Fuente: europapress.es