Estados Unidos. Investigadores del MIT, la Universidad de Minnesota y Samsung han desarrollado un nuevo tipo de cámara que puede detectar pulsos de terahercios rápidamente, con alta sensibilidad y a temperatura y presión ambiente. Además, puede capturar simultáneamente información sobre la orientación o "polarización" de las ondas en tiempo real, algo que los dispositivos existentes no pueden. Esta información se puede utilizar para caracterizar materiales que tienen moléculas asimétricas o para determinar la topografía superficial de los materiales.
El nuevo sistema utiliza partículas llamadas puntos cuánticos que, según se descubrió recientemente, pueden emitir luz visible cuando son estimuladas por ondas de terahercios. Luego, la luz visible puede ser registrada por un dispositivo que es similar al detector de una cámara electrónica estándar e incluso puede verse a simple vista.
El dispositivo se publicó en la revista Nature Nanotechnology, por el estudiante de doctorado del MIT, Jiaojian Shi, el profesor de química, Keith Nelson, y otros 12 investigadores.
El equipo produjo dos dispositivos diferentes que pueden funcionar a temperatura ambiente: uno utiliza la capacidad del punto cuántico para convertir pulsos de terahercios en luz visible, lo que permite que el dispositivo produzca imágenes de materiales; el otro produce imágenes que muestran el estado de polarización de las ondas de terahercios.
La nueva "cámara" consta de varias capas, hechas con técnicas de fabricación estándar como las que se usan para los microchips. Una matriz de líneas paralelas de oro a nanoescala, separadas por rendijas estrechas, se encuentra sobre el sustrato; encima hay una capa del material de puntos cuánticos emisores de luz; y encima hay un chip CMOS que se usa para formar una imagen. El detector de polarización, llamado polarímetro utiliza una estructura similar, pero con ranuras en forma de anillo a nanoescala, lo que le permite detectar la polarización de los haces entrantes.
Los fotones de la radiación de terahercios tienen una energía extremadamente baja, explica Nelson, lo que los hace difíciles de detectar. “Entonces, lo que está haciendo este dispositivo es convertir esa pequeña energía fotónica en algo visible que es fácil de detectar con una cámara normal”, dice. En los experimentos del equipo, el dispositivo pudo detectar pulsos de terahercios a niveles de baja intensidad que superaron la capacidad de los grandes y costosos sistemas actuales.
En términos del potencial de comercialización del nuevo dispositivo, Nelson dice que los puntos cuánticos ahora son económicos y fácilmente disponibles, y actualmente se utilizan en productos de consumo como pantallas de televisión.
La fabricación real de los dispositivos de cámara es más compleja, dice, pero también se basa en la tecnología microelectrónica existente. De hecho, a diferencia de los detectores de terahercios existentes, todo el chip de la cámara de terahercios se puede fabricar utilizando los sistemas de producción de microchips estándar de hoy en día, lo que significa que, en última instancia, la producción en masa de los dispositivos debería ser posible y relativamente económica.
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