Focalizar la lluz infrarroxo en rexones de tamañu amenorgáu resulta bien prometedor para'l desenvolvimientu d'ensame de tecnoloxíes como, por casu, sensores biolóxicos d'alta sensibilidá. Nesti sentíu, la peculiar y exóticu espardimientu de lluz en materiales altamente anisótropos (onde la lluz arrobínase direccionalmente en forma de rayos a lo llargo de direcciones específiques) ufierta interesantes posibilidaes. Un equipu d'investigación lideráu pola Universidá d'Uviéu desenvolvió unos nanodispositivos metálicos que dexen el focalizado de lluz infrarroxo en rexones extraordinariamente pequeñes sobro la superficie de dichos materiales, ameyorando asina les resultancies llograes en materiales convencionales isótropos (onde la lluz arrobinar d'igual manera en toles direcciones). Esti llogru supon una meyora significativa pal desenvolvimientu de tecnoloxíes basaes na manipulación de la lluz na nanoescala (nanoluz), como sensores de molécules individuales d'interés biolóxicu (glucosa), sustances tóxiques y/o canceríxenes, o catalizadores de reacciones químiques.

 

El desenvolvimientu de nuevos dispositivos fotónicos compautos y eficientes energéticamente depende de la nuesa capacidá pa manipoliar l'espardimientu de la lluz na nanoescala. Pa ello, la mayor parte de les tecnoloxíes nanofotónicas actuales tán basaes nel usu de materiales metálicos isótropos, los cuálos presenten importantes llimitaciones,  cuantimás cuando pretende emponese la nanoluz a lo llargo de ciertes direcciones. Sicasí, nos materiales anisótropos, la nanoluz arrobínase direccionalmente de manera natural, lo cual abre xuna infinidá d'interesantes oportunidaes.

 

Agora, un equipu internacional lideráu pola Universidá d'Uviéu y el Centru d'Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (C1NN) del CSIC en L'Entregu, en collaboración col Donostia International Physics Center (DIPC) de San Sebastián, el CIC nanoGUNE de San Sebastián, el Moscow Institute of Physics and Technology de Rusia, el Institute of Science and Technology Austria IST, la Huazhong University of Science and Technology Wuhan de China y la Monash University d'Australia, consiguió un finxu al demostrar el focalizado de lluz infrarroxo en rexones espaciales nanométricas sobro la superficie de cristales de trióxidu de molibdenu, un material bidimensional con alta anisotropía óptica. Aparte del posible desenvolvimientu de sensores biolóxicos compautos en plataformes planares, esti llogru podría tener aplicaciones interesantes pa la manipulación y direccionamientu de lluz, según l'aprovechamientu d'enerxía en forma de calor y tecnoloxíes de les comunicaciones.

 

En concretu, los científicos diseñaron nanoantenas d'oru con una xeometría optimizada pa llograr escitar nanoluz (en forma de polaritones, ondes de superficie nel material) a lo llargo de direcciones específiques y en forma de rayos ópticos en cristales d'óxidu de molibdenu. Por aciu la disposición espacial afecha de felicidaes nanoantenas sobro la superficie del cristal, consiguióse la formación d'un focu puntual como resultáu de la interferencia constructiva de dos rayos llanzaos por dos nanoantennas individuales. Dichos focos presenten un mayor valor de confinamientu de la nanoluz (mayor intensidá), según xuna mayor absorción óptica al respective de los focos llograos en materiales isótropos en condiciones comparables. Amás, les distancies focales llograes pueden controlase fácilmente modificando la disposición de les nanoantenas, colo que pueden llograse valores bien per debaxo de lo que ye posible consiguir en medios isótropos. Les nanoantenas utilizaes nesti trabayu representen asina un primera nanodispositivo ópticu pal futuru desenvolvimientu de nueves tecnoloxíes en nanofotónica basaes en plataformes compactes y planares utilizando nanomateriales anisótropos.

 

"El nuesu afayu representa un pasu decisivu escontra'l futuru desenvolvimientu de nuevos elementos ópticos na nanoescala y nel infrarroxu pa nueves tecnoloxíes de les comunicaciones ultracompactas", afirma Javier Martín-Sánchez, investigador Ramón y Cajal nel grupu de Nanoóptica Cuántica de la Universidá d'Uviéu y primer autor principal del trabayu d'investigación. "Amás, el nuesu trabayu supon una meyora significativa escontra'l desenvolvimientu de sensores biolóxicos d'alta sensibilidá".

 

"La visualización esperimental del focalizado sobro la superficie de los cristales d'óxidu de molibdenu por cuenta de la interferencia de polaritones direccionales en forma de rayos foi sorprendente", diz Jiahua Duan, investigador postdoctoral nel grupu y coautor del trabayu. "Les nueses resultancies esperimentales podríen tener importantes aplicaciones pal control de la nanoluz infrarroxa".

 

"Los nuesos cálculos teóricos amuesen xunas característiques ameyoraes nos focos de nanoluz llograos en materiales anisótropos en términos de confinamientu de lluz y absorción óptica", esplica Gonzalo Álvarez-Pérez, investigador predoctoral nel grupu de Nano-óptica Cuántica. 

 

"El nuesu trabayu sienta les bases pal futuru desenvolvimientu ya integración de nanodispositivos basaos en materiales bidimensionales y anisótropos", conclúi Pablo Alonso-González, líder del grupu d'investigación.

 

Referencia: