Pular para o conteúdo principal

Luz é miniaturizada na dimensão de um átomo


A luz é comprimida na forma de "ondas" de plásmons de superfície, que são oscilações coletivas de elétrons. [Imagem: ICFO]

Miniaturização da luz

O componente fundamental de toda a nossa atual tecnologia, o transístor, nasceu enorme, começou a ser fabricado com cerca de 1 centímetro e, graças à miniaturização, hoje cada um deles mede 14 nanômetros em escala industrial, e menos ainda em escala de laboratório.

O esforço agora é para miniaturizar os componentes fotônicos, aqueles que servirão de base para os processadores e chips que vão funcionar com base na luz, e não mais na eletricidade.

Os pesquisadores já sabiam que os metais podem comprimir a luz abaixo da escala de comprimento de onda (limite de difração), mas mais confinamento parecia vir sempre ao custo de perdas adicionais de energia.

Este paradigma foi agora quebrado por David Iranzo e uma equipe da Espanha, EUA e Portugal.

Eles confinaram a luz em um espaço de um átomo de dimensão - lembre-se que o comprimento de onda da luz está na faixa das centenas de nanômetros, enquanto um átomo é medido em ângstrons, ou décimos de nanômetro.

Transformando a luz em plásmons

A equipe usou pilhas (heteroestruturas) de materiais 2D e construiu um componente óptico completamente novo, como se fosse um Lego em escala atômica. Uma camada de grafeno (semi-metal) foi posta sobre uma camada hexagonal de nitreto de boro (isolante) e, por cima de tudo, foi aplicada uma matriz de hastes metálicas.

O grafeno foi escolhido porque esse material é capaz de guiar a luz na forma de plásmons de superfície, que são oscilações coletivas de elétrons que interagem fortemente com a luz. O nitreto de boro serve como um espaçador.

Quando luz infravermelha - comprimento de onda de 0,75 a 1 milímetro - é disparada sobre o componente, ela induz os plásmons, que se propagam livremente no espaço equivalente à camada de nitreto de boro, ou seja, em um espaço com menos de um nanômetro de altura.

Na outra extremidade, os plásmons são usados para modular o feixe de saída, o que permite recuperar as informações do feixe original. Em termos gerais, tanto a luz quanto os elétrons podem ser controlados na escala de um nanômetro e até menos.

De acordo com a equipe, a miniaturização da luz sem perda e a possibilidade de aproveitar essas interações luz-matéria antes inacessíveis abrem um mundo completamente novo de componentes optoeletrônicos com apenas um nanômetro de espessura, como comutadores ópticos, detectores, sensores e novas técnicas de microscopia óptica, eventualmente permitindo enxergar diretamente os átomos.

Bibliografia:

Probing the ultimate plasmon confinement limits with a van der Waals heterostructure
David Alcaraz Iranzo, Sebastien Nanot, Eduardo J. C. Dias, Itai Epstein, Cheng Peng, Dmitri K. Efetov, Mark B. Lundeberg, Romain Parret, Johann Osmond, Jin-Yong Hong, Jing Kong, Dirk R. Englund, Nuno M. R. Peres, Frank H.L. Koppens
Science
Vol.: 360, Issue 6386, pp. 291-295
DOI: 10.1126/science.aar8438

FONTE: SITE INOVAÇÃO TECNOLOGICA

Comentários

Postagens mais visitadas deste blog

Ovnis e estranhas criaturas próximos ao Centro de Lançamento da Barreira do Inferno (RN)

Desde o ano de 2016 militares da Aeronáutica que trabalham na Barreira do Inferno já percebiam bolas de luzes alaranjadas como também feixes de luzes amarelados no céu noturno, bem próximo daquela região. Por desconhecerem totalmente a origem dessas luzes misteriosas e a finalidade delas, vários militares observavam intrigados e chegavam a comentar entre eles sobre esses fenômenos luminosos. Dias após a percepção dessas claridades no céu noturno, alguns militares começaram a perceber ao redor daquela localidade o aparecimento de criaturas vivas, de seres que não eram humanos. Um dos militares chegou a ver um "Urso Polar" e imediatamente comunicou a outros militares de plantão. Tal militar chegou a passar mal após a aparição de tal criatura. Já um outro militar flagrou uma outra criatura aparentando ser um "homem de grande porte" sair andando de dentro da água do mar. Outro militar relata que presenciou duas criaturas que de início pareciam apenas dois cachorros g…

Ovnis em Iporanga (SP)

Entrada da Casa de Pedra, caverna com maior boca do Mundo, 215 metros.

Iporanga em tupi significa “Rio Bonito” e foi palco da exploração de ouro no período colonial e, posteriormente da exploração de chumbo e zinco no século passado. Na região há famosas cavernas: Formação Iporanga e Formação Votuverava. Em Iporanga, efetuaram-se diversos estudos de mapeamento geológico e pesquisa mineral, sobretudo pela CPRM - Serviço Geológico do Brasil. A seção geológica mais conhecida é o famoso perfil Apiaí-Iporanga. A cidade atrai muitos visitantes por possuir lindas cachoeiras, piscinas naturais, vales, grutas e cavernas. Iporanga é a cidade que possui o maior número de cachoeiras em todo o Brasil, nas 365 cavernas cadastradas. O turista poderá praticar esportes radicais como o rapel, canyonismo e trekking. Atrativos culturais podem ser visitados como o museu da cidade, a Igreja Matriz e as casas com o estilo colonial. Por todos estes motivos, Iporanga é considerada um dos mais importantes cent…

A mulher que descobriu a metamorfose e se embrenhou de espartilho na Amazônia no século 17

Merian desenvolveu uma forma diferente de enxergar a natureza. Ela é considerada a primeira ecologista do mundo | Imagem: Gravura de Jacobus Houbraken em retrato de Georg Gsell

No século 17, a alemã Maria Merian se propôs a investigar o mundo dos insetos. Acabou desenvolvendo uma forma diferente de pensar e enxergar a natureza e, aos 52 anos, partiu para uma perigosa aventura na América do Sul, para detalhar os ciclos de vida de borboletas, mariposas e outros insetos.

Os feitos de Merian, numa época em que pouca gente desbravava o continente americano abaixo da linha do Equador - em especial as mulheres -, deram a ela a fama de primeira ecologista do mundo.

Ela nasceu na Alemanha em 1647, numa família de editores, escultores e comerciantes, e logo cedo aprendeu a arte da ilustração.

O interesse pelos insetos surgiu no próprio jardim da casa de Merian, ainda na infância.

Aos 13 anos, ela decidiu pintar o ciclo de vida de um bicho da seda numa época em que o comércio da seda era muito …