Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, han descubierto una forma completamente nueva de capturar, amplificar y vincular la luz a la materia en el nano nivel. Utilizando una pequeña caja, construida con material atómicamente delgado apilado, han logrado crear un tipo debucle de retroalimentación en el que la luz y la materia se unen. El descubrimiento, que se publicó recientemente en Nanotecnología de la naturaleza , abre nuevas posibilidades en el mundo de la nanofotónica.
La fotónica se ocupa de varios medios para usar la luz. La comunicación por fibra óptica es un ejemplo de fotónica, como lo es la tecnología detrás de los fotodetectores y las células solares. Cuando los componentes fotónicos son tan pequeños que se miden en nanómetros, esto se llama nanofotónicaCon el fin de ampliar los límites de lo que es posible en este pequeño formato, el progreso en la investigación fundamental es crucial. La innovadora 'caja de luz' de los investigadores de Chalmers hace que las alternancias entre la luz y la materia tengan lugar tan rápidamente que ya no es posible.para distinguir entre los dos estados. La luz y la materia se convierten en uno.
"Hemos creado un híbrido que consta de partes iguales de luz y materia. El concepto abre puertas completamente nuevas tanto en investigación fundamental como en nanofotónica aplicada y hay un gran interés científico en esto", dice Ruggero Verre, investigador enEl Departamento de Física de Chalmers y uno de los autores del artículo científico.
El descubrimiento se produjo cuando Verre y sus colegas departamentales Timur Shegai, Denis Baranov, Battulga Munkhbat y Mikael Käll combinaron dos conceptos diferentes de una manera innovadora. El equipo de investigación de Mikael Käll está trabajando en lo que se conoce como nanoantenas, que pueden capturar y amplificarluz de la manera más eficiente. El equipo de Timur Shegai está investigando un cierto tipo de material bidimensional atómicamente delgado conocido como material TMDC, que se asemeja al grafeno. Fue combinando el concepto de antena con material bidimensional apilado que las nuevas posibilidadesfueron creados.
Los investigadores utilizaron un material conocido de TMDC, disulfuro de tungsteno, pero de una nueva manera. Al crear una pequeña caja de resonancia, muy parecida a la caja de sonido de una guitarra, pudieron hacer que la luz y la materiainteractuar dentro de él. La caja de resonancia asegura que la luz es capturada y rebota en un cierto "tono" dentro del material, asegurando así que la energía de la luz se puede transferir eficientemente a los electrones del material TMDC y viceversa.dijo que la energía de la luz oscila entre los dos estados, ondas de luz y materia, mientras se captura y amplifica dentro de la caja. Los investigadores han logrado combinar la luz y la materia de manera extremadamente eficiente en una sola partícula con un diámetro de solo 100 nanómetros, o 0.00001 centímetros.
Esta solución todo en uno es un avance inesperado en la investigación fundamental, pero con suerte también puede contribuir a soluciones más compactas y rentables en fotónica aplicada.
"Hemos logrado demostrar que los materiales atómicamente delgados apilados se pueden nanoestructurar en pequeños resonadores ópticos, lo cual es de gran interés para las aplicaciones fotónicas. Dado que esta es una nueva forma de usar el material, lo llamamos 'nanofotónica TMDC'.Estoy seguro de que este campo de investigación tiene un futuro brillante ", dice Timur Shegai, profesor asociado en el Departamento de Física de Chalmers y uno de los autores del artículo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Chalmers . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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