Los investigadores han utilizado haluros metálicos híbridos bidimensionales en un dispositivo que permite el control direccional de la radiación de terahercios generada por un esquema espintrónico. El dispositivo tiene una mejor eficiencia de señal que los generadores de terahercios convencionales, y es más delgado, más ligero y menos costoso de producir.

Terahercios (THz) se refiere a la parte del espectro electromagnético (es decir, frecuencias entre 100 GHz y 10 THz) entre microondas y óptica, y las tecnologías THz se han mostrado prometedoras para aplicaciones que van desde informática y comunicaciones más rápidas hasta equipos de detección sensibles. Sin embargo, La creación de dispositivos THz confiables ha sido un desafío debido a su tamaño, ineficiencia en la conversión de energía y costos.

"Idealmente, Los dispositivos THz del futuro deberían ser ligeros, económico y robusto, pero eso ha sido difícil de conseguir con los materiales actuales, "dice Dali Sun, profesor asistente de física en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y coautor correspondiente del trabajo. "En este trabajo, Descubrimos que un haluro de metal híbrido 2-D comúnmente utilizado en células solares y diodos, junto con la espintrónica, puede cumplir con varios de estos requisitos ".

El haluro de metal híbrido 2-D en cuestión es un semiconductor híbrido sintético popular y disponible comercialmente:yodo de plomo de butilamonio. La espintrónica se refiere a controlar el espín de un electrón, en lugar de simplemente usar su carga, para crear energía.

Sun y colegas de Argonne National Laboratories, la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill y la Universidad de Oakland crearon un dispositivo que superpuso los haluros metálicos híbridos 2-D con un metal ferromagnético, luego lo excitó con un láser, creando una corriente de giro ultrarrápida que a su vez generaba radiación de THz.

El equipo descubrió que el dispositivo de haluro de metal híbrido 2-D no solo tenía un rendimiento mayor, emisores de THz más pesados ​​y más caros de producir actualmente en uso, También encontraron que las propiedades de los haluros metálicos híbridos 2-D les permitían controlar la dirección de la transmisión de THz.

"Los transmisores tradicionales de terahercios se basaban en fotocorriente ultrarrápida, ", Dice Sun". Pero las emisiones generadas por espintrónica producen un ancho de banda más amplio de frecuencia de THz, y la dirección de la emisión de THz se puede controlar modificando la velocidad del pulso láser y la dirección del campo magnético, que a su vez afecta la interacción de magnones, fotones, y gira y nos permite el control direccional ".

Sun cree que este trabajo podría ser un primer paso en la exploración de materiales de haluros metálicos híbridos 2-D en general como potencialmente útiles en otras aplicaciones espintrónicas.

"El dispositivo híbrido 2-D basado en haluros metálicos que se utiliza aquí es más pequeño y más económico de producir, es robusto y funciona bien a temperaturas más altas, ", Dice Sun". Esto sugiere que los materiales de haluro de metal híbridos 2-D pueden resultar superiores a los materiales semiconductores convencionales actuales para aplicaciones de THz, que requieren enfoques de deposición sofisticados que son más susceptibles a defectos.

"Esperamos que nuestra investigación lance un banco de pruebas prometedor para diseñar una amplia variedad de materiales de haluros metálicos híbridos de baja dimensión para futuras aplicaciones espintrónicas y optoelectrónicas de espín basadas en soluciones".

La obra aparece en Comunicaciones de la naturaleza .