Electrónica más rápida y potente: Un nuevo método para controlar la luz de terahercios podría transformar la electrónica

En un gran avance, investigadores del CNR Istituto Nanoscienze han demostrado una nueva forma de sintonizar con precisión el comportamiento de la luz y los electrones en el rango de frecuencias de los terahercios (THz), una parte del espectro electromagnético poco explorada. Este logro, detallado en la revista Light: Ciencia y Aplicaciones, podría conducir a dispositivos sintonizables y energéticamente eficientes para una amplia gama de aplicaciones, desde la comunicación ultrarrápida a la informática cuántica.

Aunque la luz puede utilizarse para transmitir información en dispositivos a nanoescala, los científicos se han enfrentado al reto de confinar y guiar la luz a nanoescala debido a su longitud de onda relativamente grande. Esta nueva investigación se centró en las ondas híbridas denominadas polaritones de plasmón de Dirac (DPP), que pueden comprimirse en espacios cientos de veces más pequeños que su longitud de onda natural.

Para conseguirlo, los investigadores diseñaron una clase especial de materiales llamados aislantes topológicos. Crearon diminutas tiras acopladas lateralmente (metaelementos) a partir de un material avanzado llamado _Bi2Se3 epitaxial. Ajustando con precisión los huecos microscópicos entre estas tiras, el equipo de investigación pudo manipular la longitud de onda de las ondas THz.

Los estudios arrojaron dos resultados positivos. El equipo consiguió acortar la longitud de onda en un 20% y, al mismo tiempo, las ondas cubrieron un 50% más de distancia antes de perder una cantidad crítica de energía. Estos dos logros abordan los principales retos que han obstaculizado la adopción de las DPP en aplicaciones del mundo real.

Este nivel de control sobre la luz THz podría permitir el desarrollo de dispositivos capaces de transmitir datos a velocidades superiores a las disponibles en los aparatos actuales. También podría abrir la puerta a una nueva era en la informática cuántica, las imágenes médicas y la fotónica.