Un equipo de científicos ha utilizado tres capas de átomos de fósforo negro para crear un material que polariza la luz, permitiendo controlar esta con gran precisión, lo cual mejoraría la velocidad de la fibra óptica y abriría la puerta al uso de la tecnología Li-Fi.
La luz es una onda, como las olas en el agua, y cuenta con una característica conocida como polarización, que describe la dirección en la que vibran las ondas y permite controlar la luz.
Por su parte, el fósforo negro es el alótropo del fósforo más estable y conductor de la electricidad. Es similar al grafeno y tiene un gran potencial como semiconductor para aplicaciones electrónicas. Pero mientras que las capas de grafeno son perfectamente planas, las capas de fósforo negro tienen nervaduras, como la textura de unos pantalones de pana o cartón corrugado.
Harry Atwater, profesor de Física Aplicada y Ciencias de los Materiales, explica que “la estructura cristalina, hace que el fósforo negro tenga propiedades ópticas significativamente anisotrópicas, es decir, que depende del ángulo. 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 si está alineado perpendicularmente a las corrugaciones».
Sin embargo, muchos materiales pueden polarizar la luz y esa capacidad por sí sola no es especialmente útil. Lo que hace especial al fósforo negro, dice Atwater, es que también es un semiconductor, un material que conduce la electricidad mejor que un aislante, como el vidrio, pero no tan bien como un metal como el cobre. Por tanto, las estructuras construidas con fósforo negro pueden controlar la polarización de la luz cuando se les aplica una señal eléctrica.
«Estas pequeñas estructuras están haciendo esta conversión de polarización», dice Atwater, «así que ahora puedo hacer algo que sea muy delgado y sintonizable, y en la escala nanométrica. Podría hacer una matriz de estos pequeños elementos, cada uno de los cuales puede convertir la polarización en un estado de polarización reflejada diferente».
Cabe indicar que estas mismas capacidades ya están presentes en las pantallas LCD, pero una matriz de fósforo negro sería un millón de veces más rápida. Aunque estas velocidades no son necesarias para ver una película o leer un artículo en línea, podrían revolucionar las telecomunicaciones. El cable de fibra óptica a través del cual se envían las señales de luz en los dispositivos de telecomunicaciones solo puede transmitir un número limitado de señales antes de que comiencen a interferir y abrumarse entre sí, confundiéndolas, pero un dispositivo de telecomunicaciones basado en capas delgadas de fósforo negro podría sintonizar la polarización de cada señal para que ninguna interfiera entre sí. Esto permitiría que un cable de fibra óptica transportara muchos más datos de los que tiene ahora.
Y por otro lado, este material también abre las puertas a la tecnología Li-Fi, sobre la cual ya vimos algunas ideas como la lámpara de escritorio Mylifi.
Cada vez más «analizaremos las comunicaciones por ondas de luz en el espacio libre», esto sería como utilizar un Wi-Fi basado en la luz, lo que sería Li-Fi según los investigadores. «Aún no está aquí pero cuando llegue será al menos cien veces más rápido que el Wi-Fi», asegura Harry Atwater.
Fuente principal Europa Press
