La luz infrarroja no es visible al ojo, pero está en todas partes: desde el mando del televisor hasta el calor del cuerpo humano. Para capturarla se necesitan materiales especiales. Los detectores comunes son voluminosos, rígidos y no se ajustan bien a la longitud de onda deseada. Los investigadores recurrieron al fósforo negro, un material laminar que puede exfoliarse hasta obtener una película de unos pocos átomos de espesor. Tiene una propiedad notable: absorbe luz solo de ciertas energías, y esa energía se puede modificar cambiando el grosor de la película.
Pero hay un inconveniente: una película tan fina es casi transparente a la luz. La luz la atraviesa sin llegar a absorberse. Para solucionarlo, los científicos colocaron el fósforo negro sobre una superficie sembrada de diminutas estructuras: los resonadores. Estos resonadores funcionan como trampas de luz: hacen que la luz se refleje muchas veces en su interior, lo que amplifica el campo de luz en la película cientos de veces. La luz que antes pasaba de largo ahora se retiene y se absorbe.
Como resultado, el detector se ha vuelto sensible a la luz infrarroja y, al mismo tiempo, conserva la capacidad del fósforo negro de distinguir la polarización, es decir, la dirección de oscilación de la onda de luz. Esto es importante para muchas tareas, desde el reconocimiento de materiales hasta el análisis de tejidos biológicos. Un detector así puede fabricarse flexible y ligero, lo que abre el camino a sensores portátiles y sistemas compactos de visión nocturna.
El fósforo negro se parece al grafito: se puede exfoliar con cinta adhesiva en capas cada vez más finas, hasta llegar a un solo átomo. Pero a diferencia del grafito, tiene una banda prohibida, un rango de energías que no deja pasar, y su anchura depende del grosor de la película.