Tecnologia Científica

Ligar e desligar o nanolight
A descoberta éum passo importante para o controle da nanolight, que éuma luz que pode acessar as menores escalas de comprimento imagina¡veis.
Por Carla Cantor, - 04/02/2021

Um gás opticamente excitado de portadores eletra´nicos confinados aos planos do disseleneto de tungstaªnio semicondutor van-der Waals em camadas émostrado. A resposta hiperba³lica conseqa¼ente permite a passagem de nanolight. Crédito: Ella Maru Studio


Uma equipe de pesquisadores liderada pela Columbia University desenvolveu uma plataforma exclusiva para programar um cristal em camadas, produzindo recursos de imagem além dos limites comuns sob demanda.

A descoberta éum passo importante para o controle da nanolight, que éuma luz  que pode acessar as menores escalas de comprimento imagina¡veis. O trabalho também fornece insights para o campo do processamento a³ptico de informações qua¢nticas, que visa resolver problemas difa­ceis em computação e comunicações.  

"Fomos capazes de usar microscopia em nanoescala ultrarrápida para descobrir uma nova maneira de controlar nossos cristais com luz, ligando e desligando propriedades fota´nicas indescrita­veis", disse Aaron Sternbach, pesquisador de pa³s-doutorado em Columbia que éo investigador principal do estudo. "Os efeitos são de curta duração, durando apenas trilionanãsimos de segundo, mas agora somos capazes de observar esses fena´menos claramente." 

A pesquisa foi publicada em 4 de fevereiro na revista Science .

"Os pulsos de laser nos permitiram criar um novo estado eletra´nico neste semicondutor protota­pico, mesmo que apenas por alguns pico-segundos", disse ele. "Esta descoberta nos coloca no caminho para as fases qua¢nticas opticamente programa¡veis ​​em novos materiais."


A natureza estabelece um limite para a intensidade do foco da luz. Mesmo em microsca³pios, dois objetos diferentes que estãomais pra³ximos do que esse limite parecem ser um. Mas dentro de uma classe especial de materiais cristalinos em camadas - conhecidos como cristais van de Waals - essas regras podem, a s vezes, ser quebradas. Nestes casos especiais, a luz pode ser confinada sem qualquer limite nestes materiais, tornando possí­vel ver com clareza atéos menores objetos.

Em seus experimentos, os pesquisadores de Columbia estudaram o cristal de van der Waals denominado disseleneto de tungstaªnio, que éde grande interesse por sua integração potencial em tecnologias eletra´nicas e fota´nicas devido a  sua estrutura única e fortes interações com a luz. 

Quando os cientistas iluminaram o cristal com um pulso de luz, eles foram capazes de alterar a estrutura eletra´nica do cristal . A nova estrutura, criada pelo evento de comutação a³ptica, permitiu que algo muito incomum ocorresse: detalhes superfinos, em nanoescala, poderiam ser transportados atravanãs do cristal e fotografados em suasuperfÍcie.

O relatório demonstra um novo manãtodo para controlar o fluxo de luz do nanolight. A manipulação a³ptica em nanoescala, ou nanofota´nica, se tornou uma área cra­tica de interesse a  medida que os pesquisadores buscam maneiras de atender a  crescente demanda por tecnologias que va£o muito além do que épossí­vel com a fota´nica e a eletra´nica convencionais.

Dmitri Basov, professor de física de Higgins na Universidade de Columbia e autor saªnior do artigo, acredita que as descobertas da equipe ira£o desencadear novas áreas de pesquisa em matéria qua¢ntica.

"Os pulsos de laser nos permitiram criar um novo estado eletra´nico neste semicondutor protota­pico, mesmo que apenas por alguns pico-segundos", disse ele. "Esta descoberta nos coloca no caminho para as fases qua¢nticas opticamente programa¡veis ​​em novos materiais."

 

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