Investigadores de Harvard han fabricado el receptor de radio más pequeño del mundo, construido a partir de un conjunto de defectos a escala atómica en diamantes de color rosa.
Esta pequeña radio cuyos bloques de construcción son del tamaño de dos átomos, puede soportar ambientes extremadamente duras y es biocompatible, lo que significa que podría trabajar en cualquier lugar, desde una sonda en Venus a un marcapasos en un corazón humano.
La investigación, dirigida por Marko Loncar Was, del Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, y su estudiante graduado Shao Linbo, ha sido publicada en Applied Physical Review.
La radio utiliza pequeñas imperfecciones en los diamantes llamados centros de nitrógeno vacante (NV). Para hacer centros NV, investigadores reemplazaron un átomo de carbono en un cristal de diamante con un átomo de nitrógeno y retiraron un átomo colindante para crear un sistema que es esencialmente un átomo de nitrógeno con un agujero a su lado. Los centros de NV se pueden utilizar para emitir fotones individuales o detectar campos magnéticos muy débiles.
Tienen propiedades fotoluminiscentes, es decir, que pueden convertir la información en luz, convirtiéndolos en potentes sistemas prometedores para la computación cuántica, la fotónica y la detección.
Las radios tiene cinco componentes básicos -un fuente de alimentación, un receptor, un transductor para convertir la señal electromagnética de alta frecuencia en el aire a una corriente de baja frecuencia, un altavoz o auriculares para convertir la corriente a sonido, y un sintonizador.
En el dispositivo de Harvard, los electrones en los centros NV son alimentados, o bombeados, por la luz verde emitida por un láser. Estos electrones son sensibles a los campos electromagnéticos, incluyendo las ondas utilizadas en la radio FM, por ejemplo. Cuando el centro NV recibe ondas de radio las convierte y emite la señal de audio como luz roja. Un fotodiodo común convierte esa luz en corriente, que luego se convierte en sonido a través de un único altavoz o auriculares.
Un electroimán crea un fuerte campo magnético alrededor del diamante, que puede ser usado para cambiar la estación de radio, sintonizar la frecuencia de recepción de los centros NV.
Shao y Loncar utilizan miles de millones de centros NV con el fin de aumentar la señal, pero la radio trabaja con un único centro NV, emitiendo un fotón a la vez, en lugar de una corriente de luz.
La radio es extremadamente resistente, gracias a la fuerza inherente de diamante. El equipo reprodujo con éxito música a 350 grados centígrados.
"Los diamantes estas propiedades únicas", dijo Loncar. "Esta radio sería capaz de operar en el espacio, en ambientes hostiles, e incluso en el cuerpo humano, ya que los diamantes son biocompatibles."
