El ICFO usa materiales 2D para detectar fotones individuales a temperaturas "relativamente altas"

BARCELONA, 7 Ago. (EUROPA PRESS) -

Investigadores del Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) de Castelldefels (Barcelona) han utilizado materiales bidimensionales --con un solo átomo de espesor-- para detectar fotones individuales de longitud de onda larga a temperaturas "relativamente altas", de alrededor de 25 grados Kelvin.

Hasta ahora, el uso de detectores de fotones individuales en este rango se veía "realmente limitado" por la necesidad de sistemas criogénicos grandes, costosos y de alto consumo energético para mantener la temperatura de los dispositivos por debajo de 1 grado Kelvin, informa el ICFO en un comunicado de este jueves.

El trabajo, publicado en la revista 'Science', ha despertado el interés de la Agencia Espacial Europea (ESA), que está buscando este tipo de detectores para la exploración espacial.

La detección de fotones individuales --los paquetes de energía más pequeños que constituyen la radiación electromagnética-- en el rango infrarrojo puede suponer avances en campos como la toma de imagen médica, la astrofísica, la astronomía observacional o las tecnologías cuánticas emergentes.

BIESTABILIDAD

El grupo de investigación ha trabajado con capas de materiales 2D, en los que una pequeña torsión induce un patrón de interferencia conocido como patrón 'moiré', que modifica las propiedades de los electrones en el material.

El ICFO detectó una nueva de estas propiedades, la biestabilidad, que permite que un sistema se mantenga en dos estados distintos bajo las mismas condiciones externas, como un interruptor de luz que puede permanecer estable tanto en la posición de encendido como en la de apagado.

El profesor del ICFO y autor sénior del estudio, Frank Koppens, ha explicado que, trabajando con los materiales 2D, observaron que no se comportaban como esperaban, así que probaron a iluminarlo para ver qué pasaba.

Detectaron entonces "una sensibilidad extrema a la iluminación" y, cuanto más profundizaban, más claro se hacía que el material respondía a fotones individuales.

El profesor del ICFO y del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) de Estados Unidos, Pablo Jarillo-Herrero, ha asegurado que el experimento demuestra el "gran potencial" de los dispositivos cuánticos de 'moiré', no solo en términos de ciencia fundamental, sino también en tecnologías cuánticas.