Computadoras más rápidas. Paneles solares más eficientes. Coches eléctricos más potentes.

Los investigadores de Northeastern están ayudando a hacer realidad estos avances tecnológicos. Están desarrollando formas de cambiar las propiedades eléctricas y magnéticas de los materiales utilizados para crear circuitos que alimentan la electrónica que usamos todos los días.

"El tipo de ideas que estamos explorando nos da una forma de sacar más provecho de un material, "dice Gregory Fiete, profesor de física en Northeastern. "Podríamos tomar materiales que podrían ser de uso común en electrónica, como silicio o arseniuro de galio en su teléfono inteligente, y podemos hacer que hagan cosas que no hacen en este momento ".

Materiales como el silicio han ayudado a los investigadores a construir bajo costo, Circuitos energéticamente eficientes para alimentar nuestra electrónica. Los físicos están trabajando en los próximos avances utilizando nuevos, materiales más complejos. En años recientes, han podido cambiar la forma en que estos nuevos materiales conducen la electricidad o interactúan con la luz, entre otras cosas, colocándolos cerca de un imán potente o conectándolos a una batería. Esto ha abierto nuevas posibilidades para diseñar la próxima generación de electrónica.

Ahora, Fiete y su estudiante de doctorado Michael Vogl han demostrado una forma teórica de alterar previsiblemente estas propiedades eléctricas y magnéticas disparando el material con un láser.

Las características de un material, incluyendo si es un conductor eficaz de electricidad, dependen de la disposición de los electrones dentro de él. Un campo magnético constante o una corriente de una batería pueden cambiar esa disposición. Un láser puede hacer lo mismo pero es un poco más complicado de predecir. Los láseres son ondas de luz bien organizadas; los campos electromagnéticos que crean fluctúan constantemente.

"Cuando el pulso de luz atraviesa un material, cambia las propiedades del material de una manera muy dramática, y a menudo en escalas de tiempo muy cortas, "Dice Fiete." El trabajo que hemos realizado nos ayuda a comprender qué tipo de pulso debemos usar para obtener ciertos efectos deseados ".

La naturaleza siempre cambiante de la luz también puede ayudar a los físicos a cambiar los materiales a nuevos estados a los que no se puede acceder por otros métodos. Algunos de estos nuevos estados pueden hacer que un material sea más sensible a los campos eléctricos o magnéticos, que podría utilizarse para mejorar la tecnología médica y los sensores de seguridad. Otros pueden hacerlo más eficiente para transportar información, que podría usarse para acelerar las conexiones a Internet.

"Lo que hacemos en mi comunidad es tratar de comprender los principios básicos por los que opera la naturaleza, "Dice Fiete." Entonces esos principios son recogidos por, decir, ingenieros eléctricos que quieran utilizarlos para construir un dispositivo sensor o un dispositivo de comunicaciones. Se extiende hacia arriba y hacia afuera a muchos sectores diferentes ".