A miniaturização de componentes a³pticos éum desafio em fota´nica. Pesquisadores do Karlsruhe Institute of Technology (KIT) e da Friedrich Schiller University of Jena agora conseguiram desenvolver um difusor, um disco que espalha luz, baseado em nanoparta­culas de sila­cio. Ele pode ser usado para controlar especificamente a direção, cor e polarização da luz. Esta nova tecnologia pode ser usada em telas transparentes ou realidade aumentada. Os resultados são relatados em Materiais Avana§ados .

A fota´nica, a ciência de geração, propagação e detecção de luz , éconsiderada o principal impulsionador no desenvolvimento de tecnologias para o século 21. O desafio consiste em miniaturizar elementos a³pticos convencionais, como lentes, espelhos, prismas ou difusores, e aprimorar seu desempenho com recursos acessa­veis apenas no reino da nanofota´nica. Isso leva a novas aplicações , como sensores miniaturizados em vea­culos auta´nomos ou computadores qua¢nticos fota´nicos integrados.

Difusores são discos que espalham a luz incidente em todas as direções com a ajuda de pequenos centros de espalhamento. Para superar o volume dos difusores a³pticos convencionais, os pesquisadores do KIT e da Universidade Friedrich Schiller de Jena aplicaram uma camada de nanoparta­culas de sila­cio especificamente projetadas em um substrato e organizaram aspartículas de maneira desordenada, mas cuidadosamente planejada. Essas nanoparta­culas são cem vezes mais finas do que um fio de cabelo humano e interagem com certos comprimentos de onda ajusta¡veis ​​de luz. A direção, cor e polarização da luz podem ser controlados especificamente com essas metassuperfa­cies.

A equipe de pesquisadores enfrentou duas questões fundamentais: "Atéque ponto podemos diminuir o difusor a³ptico e como deve ser a desordem no arranjo das nanoparta­culas?", Diz Aso Rahimzadegan, doutorando do KIT e um dos dois principais autores do estudo. "Surpreendentemente, encontramos um ponto ideal pela quantidade de desordem que leva a  difusão perfeita. "Dennis Arslan, pesquisador doutorado da Universidade de Jena e segundo autor principal, explica:" Na³s fabricamos difusores de metassuperfa­cie que pareciam ser igualmente brilhantes em todas as direções quando vistos a olho nu. O aspecto nota¡vel éque isso acontece em uma camada de apenas 0,2 micra´metros de espessura. Os difusores espalham a luz de uma cor especa­fica e permitem que outros comprimentos de onda passem sem ser perturbados. "Essa propriedade éútil em aplicações cienta­ficas, mas também em dispositivos de consumo, como telas transparentes que podem ser vistas de ambos os lados, projetores hologra¡ficos ou headsets de realidade aumentada lucram com A combinação de conhecimentos experimentais e teóricos de ambos os parceiros tornou possí­vel fornecer respostas a essas questões cienta­ficas desafiadoras.