Científicos de Rusia y el Reino Unido han desarrollado una antena que puede ayudar a reducir las fuentes de radiación de terahercios hasta el tamaño de la yema de un dedo. La antena es un "sándwich" de capas semiconductoras combinadas con puntos cuánticos. Los científicos demostraron que tales antenas proporcionan una base para un nuevo sistema universal capaz de transmitir y recibir radiación de terahercios. Dispositivos compactos, operando en el rango de terahercios, tienen aplicaciones en medicina y biología para la visualización de tumores y en la industria aeroespacial para sistemas de comunicación de alta velocidad. El estudio fue publicado en Reseñas de láser y fotónica .

El rango de terahercios se encuentra entre los espectros de infrarrojos y microondas. La radiación de terahercios puede penetrar los tejidos vivos, pero a diferencia de los rayos X, no es ionizante y no presenta ningún riesgo para la salud. Por lo tanto, Los médicos podrían beneficiarse enormemente de los escáneres compactos de terahercios que pueden obtener imágenes de tejidos en organismos vivos.

Investigadores de la Universidad de Aston y la Universidad ITMO utilizaron puntos cuánticos para desarrollar una antena que puede reducir significativamente el tamaño de las fuentes de terahercios. El trabajo fue apoyado por científicos de la Universidad de Strathclyde y la Universidad de Sheffield, así como la empresa TeraVil Ltd y el Centro de Ciencias Físicas y Tecnología en Vilnius.

"Fue un desafío tecnológico, "dice el supervisor académico del estudio, Edik Rafailov, profesor en el Instituto Aston de Tecnologías Fotónicas e investigador asociado líder en la Universidad ITMO. "Demostramos que los puntos cuánticos son una buena alternativa para los semiconductores convencionales. Esta nueva tecnología nos da la oportunidad de generar terahercios a temperatura ambiente. Y potencialmente hacer que los dispositivos de terahercios sean compactos y baratos".

Hoy dia, La generación de terahercios se basa en fuentes que implican la conversión de un rayo láser infrarrojo en terahercios. La transformación se lleva a cabo con intrincados sistemas de guías de ondas, cristales semiconductores o diodos. La búsqueda de formas alternativas de generar y detectar ondas de terahercios aún está en marcha, pero estos dispositivos siguen siendo voluminosos, caro y funciona sólo a bajas temperaturas.

Las nuevas antenas permiten no solo utilizar fuentes de terahercios a temperatura ambiente, sino también para miniaturizarlos. "Podemos crear fuentes muy compactas de radiación de terahercios del tamaño de la yema de un dedo, "comenta el autor principal del artículo Andrei Gorodetsky, investigador del Departamento de Fotónica y Tecnología de la Información Óptica de la Universidad ITMO e investigador asociado del Aston Institute of Photonic Technologies. "Con las nuevas antenas, logramos eliminar la limitación asociada con el estrecho espectro de luz que utilizan los conversos actuales. Esto nos da la oportunidad de combinar las antenas con láseres infrarrojos compactos. Adicionalmente, las antenas son 20 veces más resistentes a los daños que los dispositivos semiconductores típicos. Ambos factores nos permiten incorporar la antena al láser en lugar de diferenciarlo ".

Los investigadores sugieren que sus hallazgos se pueden utilizar en sistemas de comunicación de alta velocidad y también en escáneres compactos de terahercios. lo que daría una imagen dinámica de las capas profundas de la piel, desarrollo embrionario, procesos cerebrales, y exploración de órganos internos o tumores. La radiación de terahercios no es dañina, ya que no se dispersa demasiado en los tejidos biológicos. Como resultado, los sistemas de terahercios son más informativos, sensibles y rápidos en comparación con sus sustitutos de otras partes del espectro electromagnético.