La detección de la luz, esencial para muchas tecnologías actuales, enfrenta desafíos significativos en el espectro infrarrojo medio y en las bandas de terahercios. A diferencia del espectro visible y el infrarrojo cercano, en estas bandas la luz transporta muy poca energía, lo cual complica su detección a temperatura ambiente debido al ruido ambiental. Esto requiere detectores costosos y que operan a temperaturas extremadamente bajas.
Sin embargo, un avance revolucionario ha surgido gracias a la colaboración de la Universitat Politècnica de València (UPV) y su Centro de Tecnología Nanofotónica (NTC) con investigadores de Reino Unido, Suiza y otros países. Juntos han desarrollado una tecnología innovadora que convierte la luz infrarroja en visible, facilitando así su detección mediante sistemas convencionales. Los resultados de este proyecto llamado THOR han sido publicados en la prestigiosa revista Science.
Alejandro Martínez, investigador del NTC y catedrático de la UPV, detalla que la tecnología se basa en utilizar moléculas que vibran a frecuencias extremadamente altas. Estas moléculas pueden mezclar frecuencias y convertir la radiación infrarroja en luz visible. Esta conversión tiene grandes implicaciones para aplicaciones en imagen térmica, observación astronómica, detección de contaminantes y gases, y análisis químico y biológico, con la posibilidad de abrir nuevas e imprevistas aplicaciones.
Una de las ventajas más destacadas de este avance es su capacidad para operar a temperatura ambiente, eliminando la necesidad de detectores que requieren temperaturas criogénicas. Las nanoantenas duales empleadas en los experimentos permiten capturar luz infrarroja y concentrar la luz visible en regiones nanométricas.
Para demostrar la viabilidad de esta tecnología, se realizaron experimentos con nanoantenas de oro configuradas de distintas maneras. En la Escuela Politécnica Federal de Lausana, la nanopartícula de oro se situó dentro de una ranura en una película del mismo metal. Mientras tanto, en la Universidad de Cambridge, la nanopartícula se colocó sobre un disco de oro, en ambos casos acompañada de moléculas de bifenil-4-tiol.
«Nuestro próximo objetivo es alcanzar frecuencias aún más bajas en la banda de terahercios, donde la eficiencia de los detectores actuales a temperatura ambiente es insuficiente», indicó Martínez. Para ello, planean cambiar las moléculas usadas y buscan integrar esta tecnología en un chip de silicio, lo cual no solo abarataría su costo, sino que también la haría compatible con la microelectrónica.
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