Se trata de una nueva propiedad detectada al estudiar este tipo de MOF, un cristal metal orgánico de 9 mm que comercializa la startup MAQI y que fue caracterizado por investigadores del Instituto Milenio de Investigación en Óptica.
En la industria de la óptica, los cristales son de gran relevancia para trabajos de investigación y de desarrollo tecnológico. Pero los cristales que existen en el mercado para la óptica lineal y no lineal son de origen metálico y tienen un elevado costo de comercialización. Por esta razón, la creación de un cristal de estructura metal-orgánica basado en Zinc, que fue sintetizado en la Universidad de Santiago de Chile y que comercializa la Startup chilena MAQI, ha atraído el interés para investigar sus propiedades.
Recientemente, un grupo de investigadores liderados desde la Pontificia Universidad Católica de Chile por Birger Seifert y Faustino Wahaia demostró la capacidad de este cristal de origen metal-orgánico (MOF), patentado como MIRO 101, para que en el futuro cercano sirva como fuente para la generación y detección radiación Terahercios (THz) de manera eficiente. “Esto los hace útiles para crear nuevos componentes para fotónica THz y dispositivos optoelectrónico” explica el investigador posdoctoral y primer autor del estudio Faustino Wahaia.
Para caracterizar el comportamiento del cristal se usó una técnica llamada Espectroscopia THz en el Dominio Temporal (THz-TDS), que consiste en enviar pulsos de radiación THz a una muestra y medir su respuesta en términos de la amplitud y fase de la señal obtenida. “Analizando estos parámetros podemos determinar las propiedades ópticas del material, como su índice de refracción y coeficiente de absorción. Esta técnica es relevante porque proporciona información detallada sobre el comportamiento del material frente a estas ondas de THz, lo cual es crucial para el desarrollo de nuevas tecnologías en el área de las comunicaciones, ciencia de materiales, detección anticipada de patologías, como el cáncer, en biomedicina, seguridad del Estado, monitoreo de aerosoles contaminantes del medio ambiente, control de agentes biológicos y químicos, etc.”, puntualiza el Dr. Wahaia.
Para el investigador asociado de MIRO, y académico de la PUC, Birger Seifert, este estudio “permitirá prontamente determinar si los cristales MOF pueden ser usados como fuentes de generación y detección de radiación THz, lo cual es prometedor para visualizar su uso en tecnologías avanzadas que usan este tipo de ondas”. En ese sentido “el próximo paso es medir de forma precisa la birrefringencia y fotoconductividad de este cristal en el rango de THz para calcular sus condiciones de adaptación de fase (phase-matching) y así comprobar este primer experimento”.
MIRO 101: un cristal único en su clase
Para sintetizar este cristal de origen metal-orgánico y hacerlo crecer hasta 9 milímetros, libre de impurezas y con una transparencia adecuada para su uso en óptica no lineal, el grupo de investigación liderado por el investigador asociado del MIRO y profesor de la Universidad de Santiago Dinesh Pratap Singh lleva más de cinco años de trabajo.
Para el académico de la Usach, la importancia de este nuevo estudio radica en que, además de su ya probada capacidad para generar segundos y terceros armónicos, demuestra que este material también puede tener aplicaciones en la fotónica de THz. “Estos resultados preliminares indican que este cristal se puede seguir explorando como un material fotónico no lineal novedoso, lo cual tendría una amplia aplicación en la industria avanzada de láseres y fotónica THz”.
Algunas de estas aplicaciones abordan desde la generación de imágenes médicas en-vivo (en tiempo real) y en exvivo, dada la propiedad no-ionizante y no-destructiva de las ondas THz, hasta la inspección en áreas como la seguridad y el control en aduanas, o el desarrollo de materiales para la industria electrónica.
Esta reciente publicación es resultado del trabajo de:
Faustino Wahaia (PUC): Primer autor
Irmantas Kasalynas (FTMC): metodología y análisis formal
Daniil Pashnev (FTMC): metodología e investigación
Gintaras Valusis(FTMC): recursos y análisis formal
Andrzej Urbanowicz (FTMC): recursos y software
Mindaugas Karaliunas (FTMC): metodología y análisis formal
Dinesh Pratap Singh(USACH): recursos y análisis formal
Sascha Wallentowitz (PUC): análisis formal
Birger Seifert (PUC): Edición, análisis formal y supervisión
Puedes acceder gratuitamente a la publicación de la revista Journal of Molecular Structure en www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S002228602403120X