La espectroscopía es el uso de la luz para analizar objetos físicos y muestras biológicas. Diferentes tipos de luz pueden proporcionar diferentes tipos de información. La luz ultravioleta al vacío es útil ya que puede ayudar a las personas en una amplia gama de campos de investigación, pero la generación de esa luzha sido difícil y costoso. Los investigadores crearon un nuevo dispositivo para generar eficientemente este tipo especial de luz utilizando una película ultrafina con perforaciones a nanoescala.
Las longitudes de onda de luz que ves con tus ojos constituyen una mera fracción de las posibles longitudes de onda de luz que existen. Hay luz infrarroja que puedes sentir en forma de calor, o ver si eres una serpiente, que tiene unalongitud de onda más larga que la luz visible. En el extremo opuesto está la luz ultravioleta UV que puede usar para producir vitamina D en su piel, o ver si es una abeja. Estas y otras formas de luz tienen muchos usos en la ciencia.
Dentro del rango UV hay un subconjunto de longitudes de onda conocidas como luz ultravioleta al vacío VUV, llamadas así porque son fácilmente absorbidas por el aire pero pueden pasar a través del vacío. Algunas longitudes de onda VUV en la región de alrededor de 120-200 nanómetros son deuso particular para científicos e investigadores médicos, ya que pueden usarse para análisis químicos y físicos de diferentes materiales e incluso muestras biológicas.
Sin embargo, hay más en la luz que una longitud de onda. Para que el VUV sea realmente útil, también necesita ser torcido o polarizado de una manera llamada polarización circular. Métodos existentes para producir VUV, como el uso de aceleradores de partículas o láserLos plasmas tienen muchos inconvenientes, incluido el costo, la escala y la complejidad. Pero también, estos solo pueden producir VUV polarizado lineal no retorcido. Si hubiera una forma simple de hacer VUV polarizado circular, sería extremadamente beneficioso. Profesor asistente Kuniaki Konishi del Institutopara Photon Science and Technology en la Universidad de Tokio y su equipo puede tener la respuesta.
"Hemos creado un dispositivo simple para convertir la luz láser visible polarizada circularmente en VUV polarizado circularmente, torcida en la dirección opuesta", dijo Konishi. "Nuestra nanomembrana dieléctrica de cristal fotónico PCN consiste en una lámina hecha de un óxido de aluminio-cristal a base \ alpha - Al _ {2} O _ {3} de solo 48 nm de espesor. Se asienta sobre una lámina de silicio de 525 micrómetros de espesor que tiene agujeros de 190 nm de ancho cortados a 600 nm de distancia ".
Para nuestros ojos, la membrana PCN se ve como una superficie plana sin rasgos distintivos, pero bajo un potente microscopio se puede ver el patrón de perforaciones. Se parece un poco a los agujeros en un cabezal de ducha que aumentan la presión del agua para hacer chorros.
"Cuando pulsos de luz láser azul polarizada circularmente con una longitud de onda de 470 nm brillan por estos canales en el silicio, el PCN actúa sobre estos pulsos y los retuerce en la dirección opuesta", dijo Konishi. "También reduce sus longitudes de onda a157 nm que está dentro del rango de VUV que es tan útil en la espectroscopia ".
Con pulsos cortos de VUV polarizado circularmente, los investigadores pueden observar fenómenos físicos rápidos o de corta duración a escala submicrométrica que de otro modo serían imposibles de ver. Tales fenómenos incluyen el comportamiento de electrones o biomoléculas. Por lo tanto, este nuevo método para generar VUV puede serútil para los investigadores en medicina, ciencias de la vida, química molecular y física del estado sólido. Aunque se ha demostrado un método similar anteriormente, produjo longitudes de onda más largas menos útiles, y lo hizo usando una película a base de metal que está sujeta a una rápida degradación en presenciade luz láser. PCN es mucho más robusto para esto.
"Me complace que a través de nuestro estudio de PCN, encontramos una aplicación nueva y útil para la conversión de luz polarizada circularmente, generando VUV con la intensidad requerida para que sea ideal para la espectroscopia", dijo Konishi. "Y fue sorprendente que elLa membrana PCN podría sobrevivir al bombardeo repetido de luz láser, a diferencia de los dispositivos basados en metales anteriores. Esto lo hace adecuado para uso en laboratorio donde puede usarse ampliamente durante largos períodos. Lo hicimos para ciencia básica y espero ver muchos tipos de investigadoreshacer buen uso de nuestro trabajo "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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