Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard han creado el receptor de radio más pequeño del mundo, construido a partir de un conjunto de defectos a escala atómica en diamantes rosas.

Esta pequeña radio, cuyos componentes básicos son del tamaño de dos átomos, puede soportar entornos extremadamente duros y es biocompatible. lo que significa que podría funcionar en cualquier lugar, desde una sonda en Venus hasta un marcapasos en un corazón humano.

La investigación fue dirigida por Marko Loncar, el profesor Tiantsai Lin de Ingeniería Eléctrica en SEAS, y su estudiante de posgrado Linbo Shao y publicado en Revisión física aplicada .

La radio usa pequeñas imperfecciones en diamantes llamadas centros de nitrógeno vacante (NV). Para hacer centros NV, los investigadores reemplazan un átomo de carbono en un cristal de diamante con un átomo de nitrógeno y eliminan un átomo vecino, creando un sistema que es esencialmente un átomo de nitrógeno con un agujero al lado. Los centros NV se pueden utilizar para emitir fotones individuales o detectar campos magnéticos muy débiles. Tienen propiedades fotoluminiscentes, lo que significa que pueden convertir información en luz, haciéndolos sistemas poderosos y prometedores para la computación cuántica, fontonica y sensoria.

Las radios tienen cinco componentes básicos:una fuente de energía, un receptor, un transductor para convertir la señal electromagnética de alta frecuencia en el aire en una corriente de baja frecuencia, altavoz o auriculares para convertir la corriente en sonido y un sintonizador.

En el dispositivo de Harvard, los electrones en los centros de diamante NV están alimentados, o bombeado, por la luz verde emitida por un láser. Estos electrones son sensibles a los campos electromagnéticos, incluidas las ondas utilizadas en la radio FM, por ejemplo. Cuando el centro NV recibe ondas de radio, las convierte y emite la señal de audio en forma de luz roja. Un fotodiodo común convierte esa luz en una corriente, que luego se convierte en sonido a través de un simple altavoz o auricular.

Un electroimán crea un fuerte campo magnético alrededor del diamante, que se puede utilizar para cambiar la emisora ​​de radio, sintonizar la frecuencia de recepción de los centros NV.

Shao y Loncar utilizaron miles de millones de centros NV para potenciar la señal, pero la radio funciona con un solo centro NV, emitiendo un fotón a la vez, en lugar de un rayo de luz.

La radio es extremadamente resistente, gracias a la fuerza inherente del diamante. El equipo tocó música con éxito a 350 grados Celsius, aproximadamente 660 Fahrenheit.

"Los diamantes tienen estas propiedades únicas, ", dijo Loncar." Esta radio podría funcionar en el espacio, en entornos hostiles e incluso en el cuerpo humano, ya que los diamantes son biocompatibles ".