Gracias a un nuevo avance que utiliza un material especializado de solo tres átomos de espesor, científicos de Caltech han podido controlar la luz con mayor precisión que nunca.
Esta tecnología de vanguardia, presentadada en Science, podría abrir la puerta a un reemplazo basado en luz para Wi-Fi, algo a lo que los investigadores en el campo se refieren como Li-Fi.
Para comprender el trabajo, es útil recordar primero que la luz existe como onda y que tiene una propiedad conocida como polarización, que describe la dirección en la que vibran las ondas. Imagínese estar en un bote flotando en el océano: las olas del océano tienen una polarización vertical, lo que significa que cuando las olas pasan por debajo del bote, suben y bajan. Las ondas de luz se comportan de la misma manera, excepto que estas ondas se pueden polarizar en cualquier ángulo. Si un barco pudiera montar ondas de luz, podría balancearse de un lado a otro, o en diagonal, o incluso en forma de espiral.
La polarización puede ser útil porque permite controlar la luz de formas específicas. Por ejemplo, las lentes de sus gafas de sol bloquean el deslumbramiento (la luz a menudo se polariza cuando se refleja en una superficie, como la ventana de un automóvil). La pantalla de una calculadora de escritorio crea números legibles polarizando la luz y bloqueándola en áreas. Aquellas áreas donde la luz polarizada está bloqueada aparecen oscuras, mientras que las áreas donde la luz no está bloqueada aparecen claras.
En el estudio, Harry Atwater, profesor de Física Aplicada y Ciencia de los Materiales, y sus coautores describen cómo utilizaron tres capas de átomos de fósforo para crear un material para polarizar la luz que es sintonizable, preciso y extremadamente delgado.
El material está construido a partir del llamado fósforo negro, que es similar en muchos aspectos al grafito o grafeno, formas de carbono que consisten en capas de un solo átomo de espesor. Pero mientras que las capas de grafeno son perfectamente planas, las capas de fósforo negro tienen nervaduras, como la textura de un par de pantalones de pana o cartón corrugado. (El fósforo también viene en formas rojas, blancas y violetas, distintas debido a la disposición de los átomos dentro de él).
Esa estructura cristalina, dice Atwater, hace que el fósforo negro tenga propiedades ópticas significativamente anisotrópicas. “La anisotropía significa que depende del ángulo”, explica en un comunicado. “En un material como el grafeno, la luz se absorbe y se refleja por igual sin importar el ángulo en el que esté polarizada. El fósforo negro es muy diferente en el sentido de que si la polarización de la luz se alinea a lo largo de las corrugaciones, tiene una respuesta muy diferente a la de está alineado perpendicularmente a las corrugaciones “.
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