Investigadores han desarrollado un modulador de terahercios totalmente óptico y flexible basado en nanofilms de telurio (Te) cultivados sobre sustratos de tereftalato de polietileno (PET), logrando alta eficiencia de modulación, respuesta en picosegundos, baja pérdida de inserción y robusta tolerancia a la flexión. El trabajo, publicado en Light: Advanced Manufacturing, aborda un desafío crítico en dispositivos flexibles de terahercios: mantener el rendimiento bajo deformación mecánica.
Los dispositivos flexibles de terahercios son cada vez más importantes para la fotónica vestible, la comunicación inteligente, la imagen flexible y los sistemas de detección. Los moduladores de terahercios son componentes clave para controlar señales de terahercios, pero los dispositivos flexibles prácticos a menudo sufren cambios estructurales inducidos por la flexión, pérdida de información o interrupción de la señal. Las nuevas películas de Te/PET ofrecen una solución al combinar las propiedades únicas del telurio (como su estructura helicoidal, buena respuesta óptica, alta movilidad de portadores y estabilidad ambiental) con la flexibilidad de los sustratos de PET.
El equipo de investigación, liderado por la profesora Qingli Zhou de la Universidad Normal de la Capital y el profesor Chen Ge del Instituto de Física de la Academia China de las Ciencias, demostró que el modulador de Te/PET logra una profundidad de modulación alta del 50% en la escala de tiempo de picosegundos y una respuesta ultrasensible bajo excitación de bombeo baja. El dispositivo también exhibe operación de banda ancha y baja pérdida de inserción, lo que lo convierte en un candidato prometedor para dispositivos funcionales flexibles de terahercios.
Un aspecto clave del estudio fue la investigación de la estabilidad mecánica. La fotorrespuesta transitoria de terahercios permaneció casi sin cambios después de ciclos de flexión repetidos y bajo radios de flexión pequeños, indicando una excelente tolerancia mecánica. Esta estabilidad se atribuye a la robustez mecánica de los nanofilms de Te y a la flexibilidad del sustrato de PET, que juntos mantienen una modulación de terahercios fiable durante la deformación.
Para evaluar el potencial del dispositivo para aplicaciones inteligentes, los investigadores integraron la respuesta de modulación de terahercios medida en una red neuronal artificial (ANN) para reconocimiento de imágenes. La precisión del reconocimiento se mantuvo estable bajo diferentes condiciones de flexión, demostrando que la robustez mecánica del dispositivo Te/PET se traduce en un procesamiento de información fiable. Esto sugiere que los moduladores flexibles de terahercios podrían servir como unidades funcionales front-end para sistemas de detección inteligente y optoelectrónica neuromórfica.
Los científicos destacaron la importancia de su trabajo: "Introducimos películas flexibles de Te/PET como una plataforma mecánicamente robusta para la modulación de terahercios totalmente óptica ultrarrápida. El dispositivo exhibe respuesta de banda ancha, baja pérdida de inserción, alta eficiencia de modulación y fotorrespuesta en picosegundos, mientras mantiene un rendimiento estable bajo deformación por flexión." Añadieron: "La respuesta estable de terahercios bajo diferentes estados mecánicos permite un reconocimiento de imágenes basado en redes neuronales fiable, sugiriendo el potencial de los dispositivos flexibles de terahercios basados en Te para sistemas de detección inteligente y optoelectrónica vestible."
El estudio fue apoyado por varias fuentes de financiación, incluido el Programa Nacional de I+D Clave de China, el Programa de Becas Postdoctorales de CPSF, la Fundación de Ciencias Naturales de Beijing y la Asociación de Promoción de la Innovación Juvenil de la CAS. La investigación fue publicada con DOI 10.37188/lam.2026.086. Se puede encontrar información relacionada en Chuanlink Innovations.
