Uno studio teorico basato su simulazioni computazionali condotto dal Nano-bio Spectroscopy Research Group dell'UPV/EHU in collaborazione con il centro di ricerca giapponese AIST ha dimostrato che l'intensità della luce ultravioletta che viene fatta passare attraverso un nano-nastro di grafene è modulata con un frequenza terahertz. Quindi stiamo assistendo all'apertura di un nuovo campo di ricerca per ottenere radiazioni terahertz che ha tutta una serie di applicazioni. La ricerca è stata pubblicata sulla prestigiosa rivista Nanoscala .
Il gruppo di ricerca sulla spettroscopia nano-bio di UPV/EHU guidato da Ángel Rubio, un professore UPV/EHU nel Dipartimento di Fisica dei Materiali e direttore del Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter ad Amburgo, ha simulato la conversione della luce ultravioletta in radiazione nell'intervallo dei terahertz facendola passare attraverso un nano-nastro di grafene, e ha sviluppato un nuovo dispositivo compatto progettato per generare radiazioni di questo tipo in base al fenomeno scoperto. La ricerca, condotto in collaborazione con il gruppo di ricerca guidato da Yoshiyuki Miyamoto del National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) del Giappone, è apparso sulla prestigiosa rivista Nanoscala , pubblicato dalla Royal Society of Chemistry (Regno Unito).
La radiazione terahertz a bassa frequenza ha una vasta gamma di applicazioni, come la caratterizzazione delle molecole, materiali, tessuti, ecc. Tuttavia, in questo momento è difficile produrre piccoli, efficiente, dispositivi a basso costo per produrre radiazioni terahertz. Questo fenomeno "estende il campo di applicabilità di radiazioni di questo tipo a molte altre sfere in cui non veniva utilizzato, " ha spiegato ngel Rubio, "a causa del fatto che si dovrebbe ricorrere a sorgenti di radiazioni molto più grandi".
Il punto di partenza di un nuovo campo di ricerca
Per eseguire questa simulazione, hanno usato nano-nastri di grafene:strisce ritagliate da fogli di grafene. Hanno concluso che la luce UV che esercita un effetto sul nano-nastro emette una radiazione completamente diversa (terahertz) perpendicolare alla luce incidente. Questo fenomeno "apre la possibilità di generare strutture che consentiranno di modificare la gamma di frequenza utilizzando diverse nanostrutture, "ha spiegato il prof Rubio. "Si sta aprendo un nuovo campo di ricerca".
Ora che l'esistenza del fenomeno è stata dimostrata, "Bisognerebbe vedere se la stessa cosa si può fare con un diverso tipo di sorgente luminosa, " ha spiegato Ángel Rubio. Nella ricerca hanno utilizzato un puntatore laser ad alta intensità in modo che la simulazione fosse corretta, ma dovrebbe essere possibile utilizzare "sorgenti luminose più accessibili, " ha detto. In futuro, un altro passo sarebbe "usare un insieme di nanostrutture invece di una singola per produrre un dispositivo reale".
L'UPV/EHU ha sviluppato l'idea e la sua implementazione in un codice che simula il processo sul computer, mentre il centro di ricerca giapponese AIST ha effettuato i calcoli numerici. I ricercatori hanno utilizzato nuove tecniche di simulazione dei principi primi, metodi in cui la capacità predittiva è molto elevata, con cui si prevede il comportamento di un materiale senza utilizzare parametri esterni. "Le tecniche di simulazione hanno raggiunto un punto, "disse Rubio, "dove è possibile prevedere sperimentalmente sistemi che in seguito si dimostrano effettivamente comportarsi allo stesso modo".
Il gruppo di spettroscopia Nano-bio è guidato da ngel Rubio. L'attività del gruppo si concentra sulla ricerca teorica e sulla modellazione delle proprietà elettroniche e strutturali della materia condensata, nonché sullo sviluppo di nuovi strumenti teorici e codici informatici per esplorare la risposta elettronica di solidi e nanostrutture durante la manipolazione di campi elettromagnetici esterni.
