p Uma equipe de pesquisadores liderada por Hideo Hosono no Instituto de Tecnologia de Tóquio (Tokyo Tech) mostrou que os raios terahertz podem ser convertidos em luz visível ao olho humano. A descoberta é um avanço para a pesquisa de materiais funcionais e pode levar ao desenvolvimento de um novo tipo de detector terahertz. p Os cientistas visualizaram com sucesso a radiação terahertz, popularmente conhecido como raios T, usando um cristal chamado maionita (Ca ₁₂ Al ₁₄ O ₃₃ ) O método deles utiliza habilmente o movimento estridente causado pela vibração dos íons de oxigênio dentro das estruturas em forma de gaiola do cristal.

p Nos últimos anos, tem havido um interesse crescente no desenvolvimento de dispositivos práticos baseados na tecnologia terahertz. Com comprimentos de onda maiores do que a luz infravermelha, Os raios T são considerados mais seguros do que os sistemas de imagem convencionais. Eles já são usados, por exemplo, nos postos de controle de segurança do aeroporto, e estão começando a ser usados ​​mais amplamente em áreas como exames médicos, inspeção de alimentos e análise de obras de arte. A visualização da própria luz terahertz, Contudo, até agora provou ser um desafio.

p Agora, Hideo Hosono do Centro de Pesquisa de Materiais para Estratégia de Elementos, Tokyo Tech e colegas de trabalho no Japão, A Ucrânia e os EUA desenvolveram uma abordagem simples para converter os raios T em brilhantes, luz visível. Suas descobertas foram publicadas em ACS Nano .

p Primeiro, o estudo envolveu o envio de raios T para o cristal de maionita usando um girotron. Isso levou à vibração dos ânions de oxigênio, que colidem com as paredes internas das gaiolas dentro do cristal. Cada gaiola tem um diâmetro interno de 0,4 nanômetro e um diâmetro externo de 0,7 nanômetro.

p "O barulho dos íons de oxigênio dentro das gaiolas promove a conversão de energia para cima, "Hosono explica." Colisões fortes e frequentes dos íons de oxigênio induzem a transferência de elétrons para as gaiolas vazias vizinhas. A excitação dos íons de oxigênio é a chave para a emissão de luz visível. "

p Medições de espectroscopia confirmaram que a luz visível se originou de vibrações causadas pelos ânions de oxigênio que se movem livremente. Os pesquisadores tiveram o cuidado de descartar a possibilidade de outras fontes, como a radiação do corpo negro e a polarização da superfície, como motivos para a produção de luz visível.

p O estudo é um exemplo de pesquisa estratégica sobre materiais funcionais no âmbito da iniciativa Element Strategy apoiada pelo Ministério da Educação do Japão, Cultura, Esportes, Ciência e Tecnologia (MEXT) e a Agência de Ciência e Tecnologia do Japão (JST).

p "O cristal em nosso estudo é composto apenas de cálcio, alumínio e oxigênio, todos os quais estão entre os cinco primeiros dos elementos mais abundantes, "diz Hosono." Então, é um dos materiais mais baratos, em cerca de 15 centavos por quilograma. "

p Apesar de sua simplicidade, Hosono diz que o cristal tem muitas propriedades interessantes devido à sua nanoestrutura. Com base em 20 anos de pesquisa, seu grupo já conseguiu demonstrar que o material tem excelentes propriedades catalíticas para síntese de amônia e supercondutividade.

p Mais conhecido por seu trabalho pioneiro em supercondutores à base de ferro, Hosono diz que o estudo atual marca uma nova direção de pesquisa. "Nosso grupo tem se concentrado no cultivo de novas funcionalidades usando elementos abundantes, mas é a primeira vez que me concentro no movimento iônico - isso é completamente novo, " ele diz.

p As descobertas podem levar ao desenvolvimento de um detector de raios T, já que nenhum detector convencional foi projetado.

p Hosono acrescenta:"Agora mesmo, nosso material é bom na detecção de fortes radiações terahertz. O desafio será como ajustar a sensibilidade. "

p Seu grupo também relatou que os ânions de oxigênio podem ser substituídos por ânions de ouro ou hidrogênio dentro das gaiolas. Ao fazer uso desses diferentes ânions, pode ser possível desenvolver detectores que emitam luz de cores diferentes no futuro.