Un grupo de científicos estadounidense ha desarrollado un sensor capaz de detectar radiación electromagnética en el rango de los terahercios, capaz de atravesar toda clase de objetos que no dejan pasar la luz visible.
Una investigación de la Universidad de Maryland (EE UU) podría dar lugar a una nueva generación de detectores de radiación electromagnética capaces de mirar través de superficies, paredes y otros objetos. Gracias a las propiedades del grafeno, un prototipo de detector ha sido capaz de ver una extraordinariamente amplia banda de longitudes de onda. Entre ellas figura una con interesantes aplicaciones potenciales, pero son notoriamente difíciles de detectar: las ondas de terahercios, que son invisibles para el ojo humano.
El trabajo sobre el nuevo detector ha sido publicado en la revista 'Nature Nanotechnology'. El autor principal, Xinghan Cai afirma que este detector «podría encontrar aplicaciones emergentes en los campos como las comunicaciones móviles, imágenes médicas, detección química, la visión nocturna y la seguridad».
La luz que vemos iluminar objetos cotidianos en realidad representa sólo una banda muy estrecha de todas las longitudes de onda del espectro electromagnético. Las longitudes de onda de terahercios se dividen entre las microondas y las ondas infrarrojas. La luz, en estas longitudes, puede atravesar materiales que normalmente consideramos como opacos como la piel, plásticos, ropa y cartón.
Temperatura ambiente
En la actualidad existen pocas aplicaciones tecnológicas para la detección de terahercios, en parte debido a que es difícil detectar ondas de luz en este rango. Con el fin de mantener la sensibilidad, la mayoría de los detectores deben mantenerse extremadamente fríos. Los detectores existentes que funcionan a temperatura ambiente son voluminosos, lentos y prohibitivamente caros.
El nuevo detector de temperatura ambiente consigue evitar estos problemas mediante el uso de grafeno, una sola capa de átomos de carbono interconectados en forma de panal de abeja. Su utilización ha permitido al equipo de investigación aumentar la velocidad y mantener la sensibilidad de detección de las ondas a temperatura ambiente.
Mediante el uso de un nuevo principio de funcionamiento denominado «efecto fototermoelectrico electrón-caliente», el equipo de investigación ha creado un dispositivo que es «tan sensible como cualquier detector de temperatura ambiente existente en el rango de los terahercios y más de un millón de veces más rápido», dice Michael Führer, profesor de Física en la UMD.
El concepto detrás del detector es «simple», dice el profesor de Física de la UMD Dennis Drew. «La luz es absorbida por los electrones en el grafeno, que se calientan pero no pierden su energía fácilmente. Así se mantienen calientes mientras la red atómica del carbono permanece frío».
«Estos electrones calentados escapan del grafeno a través de los conductores eléctricos, parecido al vapor que se escapa una tetera. El prototipo utiliza dos cables eléctricos hechos de diferentes metales, que conducen electrones a velocidades diferentes. Debido a esta diferencia de conductividad, más electrones escaparán a través de uno que el otro, produciendo una señal eléctrica».