Un equipo del Centro de Investigación en Luz y Materia Estructuradas (LUMES) de la Universidad de Salamanca ha logrado revelar propiedades electrónicas nunca antes observadas en superredes de moiré de grafeno, gracias a una innovadora técnica de espectroscopía de fotocorriente en el rango de terahercios. El hallazgo, publicado en la revista ACS Nano, abre nuevas posibilidades en el diseño de materiales cuánticos y el desarrollo de detectores ultrasensibles.

Las superredes de moiré, estructuras obtenidas al apilar capas de grafeno y nitruro de boro hexagonal con un ángulo de rotación extremadamente pequeño, generan patrones periódicos que modifican drásticamente las propiedades electrónicas del grafeno. Esto permite que surjan características eléctricas, ópticas y magnéticas exóticas, con un enorme potencial para aplicaciones a medida en electrónica y optoelectrónica.

El desafío hasta ahora había sido estudiar con detalle la estructura de bandas electrónicas de estos sistemas, debido a las limitaciones de las técnicas tradicionales. La nueva metodología desarrollada por LUMES permite medir la fotocorriente generada en función del ángulo de rotación, la densidad de carga y la frecuencia de radiación incidente, proporcionando un mapa preciso de la estructura electrónica de estas superredes.

Entre los descubrimientos más relevantes, los investigadores identificaron brechas de energía extremadamente pequeñas —del orden de 1 a 20 milielectronvoltios—, información esencial para comprender fenómenos cuánticos emergentes y las propiedades de los portadores de carga. Además, estas estructuras presentan un enorme potencial para el desarrollo de detectores de radiación ultrasensibles en los rangos de gigahercios, terahercios e infrarrojo lejano.

El estudio ha sido fruto de una colaboración internacional y multidisciplinar que incluye a expertos de España, Polonia, Irlanda, China, Japón y Países Bajos, integrando teoría, simulación y experimentos en un mismo trabajo. La investigación ha contado con el apoyo de la Agencia Estatal de Investigación, la Junta de Castilla y León, el programa 'Ramón y Cajal' y el Consejo Europeo de Investigación (ERC).

Con esta investigación, LUMES consolida a la Universidad de Salamanca como referente internacional en la comprensión de las interacciones entre luz y materia a escalas ultrarrápidas y nanométricas, impulsando el avance en fotónica, optoelectrónica y óptica cuántica.