Un mineral descubierto en Rusia en la década de 1830 conocido como perovskita es la clave para el siguiente paso en las comunicaciones y la informática de ultra alta velocidad.

Investigadores de los departamentos de ingeniería eléctrica e informática y física y astronomía de la Universidad de Utah han descubierto que un tipo especial de perovskita, una combinación de un compuesto orgánico e inorgánico que tiene la misma estructura que el mineral original, se puede colocar en capas sobre una oblea de silicio para crear un componente vital para el sistema de comunicaciones del futuro. Ese sistema usaría el espectro de terahercios, la próxima generación de ancho de banda de comunicaciones que utiliza luz en lugar de electricidad para transportar datos, permitiendo a los usuarios de teléfonos móviles e Internet transferir información mil veces más rápido que en la actualidad.

La nueva investigación, dirigido por el profesor de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Utah Ajay Nahata y el profesor distinguido de física y astronomía Valy Vardeny, fue publicado el lunes, 6 de noviembre en la última edición de Comunicaciones de la naturaleza .

El rango de terahercios es una banda entre la luz infrarroja y las ondas de radio y utiliza frecuencias que cubren el rango de 100 gigahercios a 10, 000 gigahercios (un teléfono celular típico funciona a solo 2,4 gigahercios). Los científicos están estudiando cómo usar estas frecuencias de luz para transmitir datos debido a su tremendo potencial para aumentar la velocidad de dispositivos como módems de Internet o teléfonos celulares.

Nahata y Vardeny descubrieron una pieza importante de ese rompecabezas:al depositar una forma especial de perovskita multicapa en una oblea de silicio, pueden modular las ondas de terahercios que lo atraviesan utilizando una lámpara halógena simple. Modular la amplitud de la radiación en terahercios es importante porque así es como se transmitirían los datos en un sistema de comunicaciones de este tipo.

Los intentos anteriores de hacer esto generalmente han requerido el uso de un costoso, láser de alta potencia. Lo que hace que esta demostración sea diferente es que no solo la potencia de la lámpara permite esta modulación, sino también el color específico de la luz. Como consecuencia, pueden poner diferentes perovskitas en el mismo sustrato de silicio, donde cada región podría ser controlada por diferentes colores de la lámpara. Esto no es posible fácilmente cuando se utilizan semiconductores convencionales como el silicio.

"Piense en ello como la diferencia entre algo que es binario y algo que tiene 10 pasos, "Nahata explica lo que puede hacer esta nueva estructura". El silicio responde sólo a la potencia del haz óptico, pero no al color. Te brinda más capacidades para hacer algo, digamos para el procesamiento de información o cualquiera que sea el caso ".

Esto no solo abre la puerta para convertir las tecnologías de terahercios en una realidad, lo que da como resultado sistemas de comunicaciones y computación de próxima generación que son mil veces más rápidos, sino que el proceso de superposición de perovskitas sobre silicio es simple y económico mediante el uso de un método llamado "spin fundición, "en el que el material se deposita sobre la oblea de silicio haciendo girar la oblea y permitiendo que la fuerza centrífuga extienda la perovskita de manera uniforme.

Vardeny dice que lo que es único sobre el tipo de perovskita que están usando es que es un material inorgánico como la roca pero también orgánico como un plástico. lo que facilita su depósito sobre silicio y al mismo tiempo tiene las propiedades ópticas necesarias para hacer posible este proceso.

"Es una falta de coincidencia, ", dijo." Lo que llamamos un 'híbrido' ".

Nahata dice que probablemente pasen al menos otros 10 años antes de que la tecnología de terahercios para las comunicaciones y la informática se utilice en productos comerciales. pero esta nueva investigación es un hito importante para lograrlo.

"Esta capacidad básica es un paso importante hacia la obtención de un sistema de comunicaciones completo, "Dice Nahata." Si quieres ir de lo que estás haciendo hoy usando un módem y comunicaciones inalámbricas estándar, y luego ir mil veces más rápido, vas a tener que cambiar la tecnología drásticamente ".