Siempre es bueno cuando tu arduo trabajo se refleja bien en ti.

Con el descubrimiento de la rotación de polarización gigante de la luz, eso es literalmente así.

El ultradelgado Las películas de nanotubos de carbono altamente alineados, hechas por primera vez por el físico de la Universidad de Rice, Junichiro Kono, y sus estudiantes hace unos años, resultaron tener un fenómeno sorprendente en su interior:la capacidad de hacer posible la rotación de polarización de terahercios de alta capacidad.

Esta rotación no significa que las películas estén girando. Significa que la luz polarizada de un láser u otra fuente ahora se puede manipular de formas que antes estaban fuera de su alcance. haciéndolo completamente visible o completamente opaco con un dispositivo que es extremadamente delgado.

La rotación óptica única ocurre cuando pulsos de luz polarizados linealmente pasan a través de la película de 45 nanómetros y golpean la superficie de silicio sobre la que se asienta. La luz rebota entre el sustrato y la película antes de finalmente reflejarse, pero con su polarización girada 90 grados.

Esto solo ocurre, Kono dijo, cuando la polarización de la luz de entrada está en un ángulo específico con respecto a la dirección de alineación de los nanotubos:el "ángulo mágico".

El descubrimiento del autor principal Andrey Baydin, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Kono, se detalla en Optica . El fenómeno, que se puede ajustar cambiando el índice de refracción del sustrato y el espesor de la película, podría conducir a robusto, dispositivos flexibles que manipulan ondas de terahercios.

Kono dijo fácil de fabricar, Los rotores de polarización de banda ancha ultradelgados que resisten altas temperaturas abordarán un desafío fundamental en el desarrollo de dispositivos ópticos de terahercios. Los voluminosos dispositivos disponibles hasta ahora solo permiten ángulos de polarización limitados, por lo que los dispositivos compactos con más capacidad son altamente deseables.

Debido a que la radiación de terahercios atraviesa fácilmente materiales como plásticos y cartón, podrían ser particularmente útiles en la fabricación, control de calidad y seguimiento de procesos. También podrían ser útiles en sistemas de telecomunicaciones y para controles de seguridad, debido a que muchos materiales tienen firmas espectrales únicas en el rango de terahercios, él dijo.

"El descubrimiento abre nuevas posibilidades para las placas de ondas, "Dijo Baydin. Una placa de ondas altera la polarización de la luz que viaja a través de ella. En dispositivos como espectrómetros de terahercios utilizados para analizar la composición molecular de materiales, Ser capaz de ajustar la polarización hasta un total de 90 grados permitiría la recopilación de datos con una resolución mucho más fina.

"Descubrimos que específicamente en longitudes de onda del infrarrojo lejano, en otras palabras, en el rango de frecuencia de terahercios, esta anisotropía es casi perfecta, "Dijo Baydin." Básicamente, no hay atenuación en la polarización perpendicular, y luego una atenuación significativa en la dirección paralela.

"No buscamos esto, ", dijo." Fue completamente una sorpresa ".

Dijo que el análisis teórico mostró que el efecto se debe completamente a la naturaleza de las películas de nanotubos altamente alineadas. que eran extremadamente delgadas pero de aproximadamente 2 pulgadas de diámetro. Los investigadores observaron y confirmaron esta rotación de polarización gigante con experimentos y modelos de computadora.

"Generalmente, las personas tienen que usar placas de onda de cuarzo de un milímetro de espesor para rotar la polarización de terahercios, "dijo Baydin, que se unió al laboratorio de Kono a fines de 2019 y descubrió el fenómeno poco después. "Pero en nuestro caso, la película tiene un grosor de solo nanómetros ".

"Las placas de ondas grandes y voluminosas están bien si solo las usa en un entorno de laboratorio, pero para aplicaciones, quieres un dispositivo compacto, "Dijo Kono." Lo que Andrey ha encontrado lo hace posible ".