Luz de la banda del terahercio para controlar semiconductores con grosor atómico

Unos científicos han desarrollado un método para controlar de forma ultraveloz semiconductores con grosor atómico utilizando pulsos de luz ultracortos. Este avance tecnológico podría allanar el camino hacia la creación de componentes controlables a velocidades sin precedentes directamente mediante luz, lo que daría paso a una nueva generación de dispositivos optoelectrónicos.

El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Tomoki Hiraoka y Dmitry Turchinovich, de la Universidad de Bielefeld en Alemania.

Hiraoka y sus colegas emplean antenas a nanoescala especialmente diseñadas para convertir la luz de la banda del terahercio en campos eléctricos verticales en semiconductores con espesor atómico, como uno de disulfuro de molibdeno (MoS₂).

En el espectro electromagnético, la banda del terahercio se encuentra entre la infrarroja y la de las microondas.

Gracias a las antenas de nuevo diseño, estos campos eléctricos alcanzan una intensidad de varios megavoltios por centímetro.

Tradicionalmente, estos campos eléctricos verticales, utilizados, por ejemplo, para conmutar transistores y otros dispositivos electrónicos, se aplican mediante puertas electrónicas, pero este método se ve limitado por sus tiempos de respuesta relativamente lentos.

El nuevo sistema utiliza la propia luz de la banda del terahercio para generar la señal de control dentro del material semiconductor, lo que permite una tecnología optoelectrónica ultrarrápida, compatible con las infraestructuras de fabricación industrial e impulsada por la luz, que hasta ahora no era posible.

El nuevo método permite controlar directamente semiconductores ultrafinos utilizando pulsos de luz de la banda del terahercio. (Imagen: © Universität Bielefeld)

El equipo de investigación y desarrollo ha demostrado que las propiedades ópticas y electrónicas del material pueden alterarse de manera selectiva utilizando pulsos de luz.

La técnica permite el control en tiempo real de la estructura electrónica en escalas de tiempo inferiores a un picosegundo, es decir, una billonésima parte de un segundo.

Hiraoka y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo método para controlar semiconductores con grosor atómico en la revista académica Nature Communications, bajo el título “Terahertz field effect in a two-dimensional semiconductor”. (Fuente: NCYT de Amazings)