Compacto, Los nanodetectores sensibles y rápidos se consideran algo así como un "Santo Grial" buscado por muchos investigadores de todo el mundo. Y ahora, un equipo de científicos en Italia y Francia se ha inspirado en los nanomateriales y ha creado una nueva plataforma de tecnología de estado sólido que abre la puerta al uso de fotónica de terahercios (THz) en una amplia gama de aplicaciones.

Durante la última década, La investigación de materiales ha jugado un papel esencial para llenar la brecha de THz, comenzando con el desarrollo de los láseres en cascada cuántica de THz, que dependen en gran medida de nanomateriales artificiales heteroestructurados semiconductores. El desarrollo de la espectroscopia THz, La nanospectroscopia y la obtención de imágenes de THz ampliaron la gama de potentes herramientas para la caracterización de una amplia gama de materiales, incluidos semiconductores unidimensionales o bidimensionales. biomoléculas y grafeno.

¿La pieza que falta? Una tecnología de detección complementaria capaz de satisfacer las necesidades orientadas a la aplicación de THz en campos como el diagnóstico biomédico, seguridad, patrimonio cultural, controles de calidad y proceso, y comunicaciones inalámbricas de alta velocidad de datos que requieren sistemas de detección y generación integrados ad hoc.

Como informan los científicos en la revista Materiales APL , de la publicación AIP, mediante el uso de un enfoque que explota la excitación de las ondas de plasma en el canal de transistores de efecto de campo (FET), pudieron crear los primeros detectores FET basados ​​en nanocables semiconductores, diseñado en una plétora de arquitecturas, incluidas las cónicas, heteroestructuras y metamaterial-antena acoplados. Mientras estaban en eso, también desarrollaron los primeros detectores de THz hechos de grafeno monocapa o bicapa.

"Nuestro trabajo muestra que la tecnología FET de nanocables es lo suficientemente versátil como para permitir el 'diseño' a través de la litografía de los parámetros del detector y sus principales funcionalidades, "explicó Miriam Serena Vitiello, autor principal del artículo, así como científico investigador y líder del grupo Terahertz Photonics Group en el Nanocience Institute en CNR y Scuola Normale Superiore en Pisa, Italia.

¿De qué es capaz el detector de nanocables? Ofrece "una perspectiva concreta de uso orientado a aplicaciones, ya que funciona a temperatura ambiente, alcanzando frecuencias de detección superiores a 3 THz, con velocidad de modulación máxima en el rango de MHz, y potencias equivalentes al ruido que ya son competitivas con las mejores tecnologías disponibles comercialmente, ", Dijo Vitiello.

En términos de aplicaciones, Debido a que los nanodetectores se pueden aprovechar para obtener imágenes rápidas de áreas grandes en los rangos espectrales de THz y sub-terahercios, no se sorprenda al verlos comercializados en un futuro cercano para una variedad de aplicaciones de imágenes espectroscópicas y en tiempo real, posiblemente incluso en forma de cámaras THz rápidas de múltiples píxeles.

Próximo, Los objetivos de los científicos son "impulsar el rendimiento del dispositivo en el ámbito de la detección ultrarrápida, explorar la viabilidad de la detección de un solo fotón mediante el uso de arquitecturas novedosas y opciones de materiales, desarrollar matrices compactas de plano focal, e integrar en el chip los detectores de nanocables con microláseres de cascada cuántica de THz, ", señaló Vitiello." Esto nos permitirá llevar la fotónica de THz a un nivel completamente nuevo de 'compacidad' y versatilidad, donde finalmente puede comenzar a abordar muchas aplicaciones asesinas ".