Manipular la materia con luz es mucho más prometedor de lo que los científicos pensaban.

Nanotecnología

Equipo Editorial del Sitio Web de Innovación Tecnológica - 22 de septiembre de 2025

Ciencia y arte: Ilustración del fenómeno físico conocido como "estados de Floquet", observado por primera vez en el grafeno. La ilustración muestra la estructura electrónica tridimensional del grafeno —conocida como conos de Dirac— y sus réplicas creadas por la luz. [Imagen: Lina Segerer (www.linasegerer.de)]

Efecto Floquet

El grafeno ha estado un tanto oculto porque, aunque es prometedor en una variedad de áreas (pantallas flexibles, sensores, baterías potentes, células solares, etc.), es muy difícil fabricar grafeno a escala industrial .

Pero, si bien había muchas razones para invertir en esto, ahora hay una más: es posible manipular las propiedades de materiales bidimensionales utilizando solo luz, lo que lleva su potencial para aplicaciones tecnológicas y científicas a un nivel completamente nuevo.

Investigadores de las universidades de Gotinga (Alemania) y Friburgo (Suiza) han observado directamente por primera vez los efectos Floquet utilizando grafeno. Estos efectos permiten nada menos que controlar la materia mediante la luz .

La demostración también resuelve un debate de larga data entre los físicos, que creían que la ingeniería Floquet (un método en el que las propiedades de un material se alteran con alta precisión utilizando pulsos de luz) no funcionaría en materiales metálicos y semimetálicos como el grafeno.

Así, esta prueba pone en la mira de los científicos toda la familia de los materiales bidimensionales (2D), o materiales de van der Waals : hoy ya sabemos que existe todo un universo de materiales unidimensionales , recientemente enriquecido con metales 2D .

Ingeniería de Floquet demostrada en grafeno. [Imagen: Marco Merboldt et al. - 10.1038/s41567-025-02889-7]

Materiales controlados por luz

Los investigadores utilizaron microscopía de momento de femtosegundos para investigar experimentalmente los estados de Floquet en el grafeno. En esta técnica, las muestras se excitan primero con destellos rápidos de luz y luego se examinan con un pulso de luz retardado para rastrear los procesos dinámicos del material.

«Nuestras mediciones demuestran claramente que los 'efectos Floquet' se producen en el espectro de fotoemisión del grafeno», afirmó el profesor Marco Merboldt. «Esto demuestra que la ingeniería Floquet realmente funciona en estos sistemas, y el potencial de este descubrimiento es enorme».

De hecho, esto demuestra que la ingeniería de Floquet trabaja con una gama de materiales mucho más amplia de lo que se creía. En la práctica, esto significa que el ansiado objetivo de diseñar nuevos materiales con propiedades específicas, y hacerlo mediante pulsos láser en un tiempo extremadamente corto, está cada vez más cerca, afirman los investigadores.

Configurar materiales de esta manera para aplicaciones específicas podría formar la base para la electrónica, las computadoras y la tecnología de sensores del futuro.

«Nuestros resultados abren nuevas vías para controlar los estados electrónicos en materiales cuánticos mediante luz. Esto podría conducir a tecnologías que manipulen los electrones de forma específica y controlada», afirmó el profesor Stefan Mahias, miembro del equipo. «Lo que resulta especialmente emocionante es que esto también nos permite investigar las propiedades topológicas. Se trata de propiedades especiales y muy estables, con un gran potencial para el desarrollo de ordenadores cuánticos fiables o nuevos sensores en el futuro», añadió su colega Marcel Reutzel.

Otras noticias sobre:

Más temas