Personal investigador de la Universidá d'Uviéu y del Centru d'Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN-CSIC) de L'Entregu/L'Apurro afayó un métodu eficaz para controlar la frecuencia de lluz confinao na escala nanométrica (esto ye, unes cien vegaes más pequena que la grosez d'un pelo humano). L'afayu, publicáu na prestixosa revista "Nature Materials", va dexar avanzar nel desenvolvimientu de tecnoloxíes fotónicas compactes, como sensores biolóxicos d'alta sensibilidá o tecnoloxíes de la información y la comunicación na nanoescala.

 

La llamada nanoluz tuvo un desenvolvimientu considerable nos últimos años, gracies al descubrimientu de nanomateriales estructurados en llámines, tales como'l grafeno, el nitruro de boro o'l trióxidu de molibdenu (los llamaos materiales de van der Waals). El descubrimientu de la Universidá d'Uviéu y el CINN-CSIC contribúi a resolver unu de los principales inconvenientes para les aplicaciones tecnolóxiques de la mentada nanoluz: el fechu de que namá pueden esistir n'unos rangos llindaos de frecuencia característicos de cada material. Les y el investigadores asturianos proponen un métodu novedosu que dexa estender llargamente esti rangu de frecuencies de trabayu de los polaritones en materiales de van der Waals. Este consiste na intercalación d'átomos alcalinos y alcalinotérreos, tales como sodiu, calciu o litiu, na estructura llaminar del material de van der Waals pentaóxido de vanadiu, dexando asina modificar los sos enllaces atómicos y consecuentemente les sos propiedaes óptiques.

 

L'estudiu, lleváu a cabu pol Grupu de Nanoóptica Cuántica de la Universidá d'Uviéu y del Centru d'Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN-CSIC) d'El Apurro, lideráu polos investigadores Pablo Alonso González y Javier Martín Sánchez, y nel que participaron Javier Taboada Gutiérrez (primer firmante del trabayu), Gonzalo Álvarez Pérez y Jiahua Duan, cuntó tamién cola collaboración de grupos d'investigación tantu nacionales (DIPC, CIC nanoGUNE y l'Universidá del País Vascu), como internacionales (Academia de Ciencies de China, Universidá Case Western Acute d'EEXX, Institutu Tecnolóxicu d'Austria, Centru de Materiales de París y Universidá de Tokyo).

 

L'artículu detalla cómo la introducción de dichos átomos alcalinos y alcalinotérreos na estructura cristalina del pentaóxido de vanadiu ye la sienda a siguir pa llograr la escitación de polaritones n'amplios rangos de frecuencies ensin desterciu de les sos propiedaes físiques, una y bones los polaritones viaxen distancies similares y "viven" un tiempu del mesmu orde de magnitú tantu nel pentaóxido de vanadiu prístino como nel material entrepoláu.

 

"Teniendo en cuenta la cantidá d'átomos con potencial para ser entrepolaos y los materiales de los que disponemos, ye bien posible qu'en pocu tiempu consigamos escitar nanoluz en tol espectru infrarroxu", diz Pablo Alonso González, investigador distinguíu del Departamentu de Física de la Universidá d'Uviéu.

 

"Esti descubrimientu ye bien importante dende'l puntu de vista tecnolóxicu, yá que habilita la fabricación de dispositivos para futures tecnoloxíes de la información y la comunicación na nanoescala", añede Javier Martín Sánchez, Investigador Ramón y Cajal nel mesmu Departamentu.

 

"Amás, esti trabayu tamién ye bien relevante para otres árees de la conocencia, como la bioloxía", comenten Javier Taboada Gutiérrez y Gonzalo Álvarez Pérez, alumnos de doctoráu nel Grupu de Nano-óptica Cuántica. "La nanoluz interactúa fuertemente con molécules a unes ciertes frecuencies nel infrarroxu qu'antes nun podíamos algamar. Agora podemos utilizar esta tecnoloxía pa detectar munches otres molécules", conclúin.

 

Datos del artículu

 

"Broad spectral tuning of ultra-low-loss polaritons in a van der Waals crystal by intercalation"

 

Javier Taboada-Gutiérrez, Gonzalo Álvarez-Pérez, Jiahua Duan, Weiliang Ma, Kyle Crowley, Iván Prieto, Andrei Bylinkin, Marta Autore, Halyna Volkova, Kenta Kimura, Tsuyoshi Kimura, M.-H. Berger, Shaojuan Li, Qiaoliang Bao, Xuan P. A. Gao, Ion Errea, Alexey Y. Nikitin, Rainer Hillenbrand, Javier Martín-Sánchez and Pablo Alonso-González, Nature Materials, DOI: 10.1038/s41563-020-0665-0.

 

Instituciones collaboradores

 

Universidá d'Uviéu: http://www.uniovi.es

 

Centru d'Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN-CSIC): https://cinn.es

 

CIC nanoGUNE: https://www.nanogune.eu/ye/

 

Donostia International Physics Center (DIPC): http://dipc.ehu.es

 

Academia de Ciencies de China: http://english.cas.cn

 

Universidá Case Western Acute: https://case.edu

 

Institutu Tecnolóxicu d'Austria: https://ist.ac.at/en/home/

 

Centru de Materiales de Paris: http://www.mat.mines-paristech.fr/Accueil/

 

Universidá de Tokyo: https://www.u-tokyo.ac.jp/en/index.html

 

Agradecimientos

 

Ministeriu d'Economía, Industria y Competitividá, Programa Clarín-Marie-Curie Cofund del Gobiernu del Principáu d'Asturies (PA18-ACB17-29), Programa d'Unidaes d'Excelencia Maria de Maeztu y programa Ramón y Cajal del Gobiernu d'España cofinanciáu pol FSE (RYC2018-026196-I).

Conseyu Européu d'Investigación por aciu el proyectu Starting Grant 715496, "2DNANOPTICA".

Programa d'Ayudes Severu Ochoa" pa la formación n'investigación y docencia del Gobiernu del Principáu d'Asturies (PA-18-PF-BP17-126 y PA-20-PF-BP19-053)