Una nueva investigación demuestra cómo un detector hecho de grafeno tiene el potencial de revolucionar los sensores utilizados en los telescopios espaciales de próxima generación, lo que lleva a capturar imágenes más sofisticadas.

El nuevo desarrollo proviene de la Universidad Tecnológica de Chalmers y considera los avances futuros en la tecnología de detectores, que es la base para mejorar los telescopios espaciales en general. Para avanzar aún más la resolución de la imagen, los investigadores afirman que se requieren nuevos conceptos de receptores coherentes de terahercios (THz). Dichos receptores pueden proporcionar mayores anchos de banda y capacidades de imágenes con matrices heterodinas de plano focal multipixel.

La clave para lograr esto es el grafeno. Se ha demostrado que el material permite la detección coherente de banda ancha y altamente sensible de señales de 90 a 700 GHz y esto podría extenderse a todo el rango de terahercios. El grafeno es un alótropo de carbono en forma de una sola capa de átomos en una red hexagonal bidimensional. El material es ligero, transparente, fuerte y altamente conductor. El grafeno es la base de muchos avances, tanto actuales como potenciales, con una variedad de dispositivos ópticos y electrónicos.

Debido a que el grafema puede lograr un escenario cercano a cero electrones (el punto de Dirac), esto proporciona la clave para mover los telescopios a la siguiente etapa. Los investigadores demostraron que al ensamblar moléculas que aceptan electrones en la superficie del grafeno, funciona como un material excepcional para la detección de heterodino THz cuando está dopado en el punto de Dirac.

Según uno de los investigadores , el profesor Sergey Cherednichenko: “Según nuestro modelo teórico, este detector de grafeno THz tiene el potencial de alcanzar una operación cuántica limitada para el importante rango espectral 1-5 THz. Además, el ancho de banda puede superar los 20 GHz, más grande que 5 GHz que el estado de la tecnología más avanzada tiene para ofrecer “.

El siguiente video proporciona una demostración experimental de la detección de ondas THz con grafeno epitaxial con carga neutra, realizada por los investigadores:

La investigación ha sido publicada en la revista Nature Astronomy , con el artículo de investigación titulado “Hacia una detección coherente limitada cuánticamente de ondas de terahercios en grafeno neutro en carga”.