La detección de luz, indispensable para muchas tecnologías modernas, presenta un reto significativo en el espectro del infrarrojo medio y los terahercios debido a la baja energía transportada por la luz en estas bandas, que a menudo se ve eclipsada por el ruido ambiental a temperatura ambiente. Esto hace necesario el uso de costosos y energéticamente demandantes detectores que operan a temperaturas extremadamente bajas.
La Universitat Politècnica de València (UPV), en colaboración con investigadores del Reino Unido, Suiza y otros países, ha avanzado en una solución revolucionaria para este problema a través de su Centro de Tecnología Nanofotónica (NTC). Han desarrollado una tecnología pionera capaz de convertir la luz infrarroja en visible, lo cual permitiría su detección utilizando sistemas convencionales. Estos resultados, parte del proyecto europeo THOR, han sido recientemente publicados en la revista Science.
Alejandro Martínez, investigador del NTC y catedrático de la UPV, explicó que la tecnología se apoya en el uso de moléculas que vibran a frecuencias extremadamente altas, lo que permite mezclar frecuencias y transformar la radiación infrarroja en luz visible. Esta innovación promete aplicaciones en campos tan diversos como la imagen térmica, la observación del universo, la detección de contaminantes y gases, y el análisis químico y biológico, pudiendo incluso abrir la puerta a usos aún no previstos.
Uno de los mayores beneficios de esta tecnología es su capacidad de operar a temperatura ambiente, eliminando la necesidad de detectores que funcionen a bajas temperaturas criogénicas. Las nanoantenas duales utilizadas en este avance destacan por su capacidad para captar luz infrarroja y focalizar luz visible en regiones de tamaño nanométrico.
En los experimentos realizados, los investigadores emplearon nanoantenas de oro en diversas configuraciones. En la Escuela Politécnica Federal de Lausana, la nanopartícula de oro fue ubicada dentro de una ranura en una película del mismo material. En la Universidad de Cambridge, la nanopartícula se situó sobre un disco de oro, con moléculas de bifenil-4-tiol presentes en ambas configuraciones.
“Nuestro próximo objetivo es alcanzar frecuencias más bajas en la banda de los terahercios, donde la eficiencia de los detectores actuales a temperatura ambiente es insuficiente. Para lograrlo, planeamos cambiar las moléculas empleadas y trabajar hacia la implementación de esta tecnología en un chip de silicio, lo que además la haría muy económica y compatible con la microelectrónica”, concluyó Martínez.
Este desarrollo abre una nueva era en la detección de luz infrarroja y podría transformar radicalmente las tecnologías de detección y análisis en diversas industrias.
