El dispositivo de haluro metálico híbrido 2D permite el control de las emisiones de terahercios

Los investigadores utilizaron haluros metálicos híbridos bidimensionales en un dispositivo que permite el control direccional de la radiación de terahercios generada por el esquema espintrónico. El dispositivo tiene una mejor eficiencia de señal que los generadores de terahercios convencionales, es más delgado, liviano y menos costoso de producir.

Terahercios (THz) se refiere a la porción del espectro electromagnético (es decir, frecuencias entre 100 GHz y 10 THz) entre microondas y óptica, y las tecnologías THz han demostrado ser prometedoras para aplicaciones que van desde computación y comunicaciones más rápidas hasta equipos de detección sensibles. Sin embargo, crear dispositivos THz confiables es un desafío debido a su tamaño, costo e ineficiencias en la conversión de energía.

dice Daly Sun, profesor asociado de física en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y coautor del trabajo. “En este trabajo, encontramos que un híbrido bidimensional metal El haluro se usa comúnmente en Células solares Y los binarios, junto con la espintrónica, pueden cumplir muchos de estos requisitos «.

El haluro de metal híbrido bidimensional en cuestión es un semiconductor híbrido sintético común y disponible comercialmente: yodo de plomo de butilamonio. La espintrónica se refiere a controlar el giro de un electrón, en lugar de simplemente usar su carga, para generar energía.

Sun y sus colegas de Argonne National Laboratories, la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill y la Universidad de Auckland diseñaron un dispositivo que coloca en capas haluros metálicos híbridos bidimensionales con un metal ferromagnético, luego se excita con un láser, produciendo una corriente de giro ultrarrápida que a su vez generó radiación de THz.

El equipo descubrió que el dispositivo de haluro metálico híbrido bidimensional no solo superó la producción más grande, más pesada y más cara de los emisores de THz utilizados actualmente, sino que también descubrió que las propiedades bidimensionales del haluro metálico híbrido bidimensional les permitió controlar la dirección de la transmisión THz.

«Los transmisores tradicionales de terahercios se basaban en fotocorriente ultrarrápida», dice Sun. «Pero la emisión espintrónica produce un rango de frecuencia más amplio que la frecuencia THz, y la dirección de la emisión THz se puede controlar modulando la velocidad del pulso láser y la dirección del campo magnético, lo que a su vez afecta la interacción de los magnetrones y fotones, gira y nos permite controlar la dirección «.

Sun cree que este trabajo podría ser un primer paso en la exploración de materiales híbridos de halogenuros metálicos en 2D generalmente útiles en otras aplicaciones espintrónicas.

«El dispositivo 2D híbrido basado en haluro de metal que se utiliza aquí es más pequeño, más económico de producir, robusto y funciona bien a temperaturas más altas», dice Sun. “Esto indica que los materiales híbridos de haluro de metal 2D pueden resultar superiores a los materiales semiconductores convencionales actuales para aplicaciones de THz, que requieren métodos de deposición sofisticados que son más propensos a defectos.

“Esperamos que nuestra investigación lance una prueba prometedora para el diseño de una variedad de metales híbridos de baja dimensión haluro Materiales para aplicaciones optoelectrónicas espintrónicas basadas en soluciones y futuras «.

El trabajo aparece en Comunicaciones de la naturaleza.