O processo é simples e não exigirá novos aparatos para funcionar nos dispositivos fotônicos e nos metamateriais.
[Imagem: Yu-Lung Tang et al. - 10.1038/s41467-023-43063-y]
Dispersão de Mie
Quando você olha para o céu e vê nuvens de formas deslumbrantes, ou se esforça para enxergar através de uma névoa densa na estrada, você está vendo os resultados da dispersão de Mie, ou espalhamento de Mie, que é o que acontece com a luz interagindo com partículas de um determinado tamanho.
Agora, uma equipe internacional superou o que se pensava serem limitações fundamentais de como aumentar a eficiência da dispersão de Mie.
Pesquisadores no campo da meta-fotônica - os metamateriais que interagem com a luz - usam fenômenos como o espalhamento de Mie para gerar comportamentos que não são possíveis com nanomateriais convencionais - por exemplo, uma tecnologia de vigilância de baixa potência. Durante muitos anos, porém, os cientistas acreditaram que a dispersão de Mie só poderia ser manipulada alterando o comprimento de onda da luz ou o tamanho da nanoestrutura com a qual a luz interage.
O que a equipe demonstrou agora é que é possível superar essa limitação. "Na nossa abordagem, desalinhamos o laser incidente," explica Yu-Lung Tang, da Universidade de Osaka, no Japão. "Em outras palavras, deslocamos a posição da iluminação em escala nanométrica do centro da nanoestrutura alvo".
E isto fez toda a diferença.
A descoberta promete novas tecnologias ópticas, incluindo transistores que funcionam com luz.
[Imagem: Yu-Lung Tang et al. - 10.1038/s41467-023-43063-y]
Transistores de luz e muito mais
Os pesquisadores descobriram que a dispersão apresentada por nanoestruturas de silício, como as usadas para fabricar os metamateriais, depende da extensão do desalinhamento do laser, inicialmente focado no centro da nanoestrutura. Um desalinhamento de apenas 100 nanômetros pode induzir o espalhamento ressonante de Mie maximizado, que anteriormente ficava obscurecido porque a microscopia convencional usa iluminação de luz de onda plana.
Essas descobertas podem aumentar a eficiência das tecnologias ópticas. Por exemplo, ajudar os pesquisadores a desenvolver transistores totalmente ópticos, ou seja, transistores que usam luz em vez de eletricidade e excedem o desempenho de seus equivalentes eletrônicos convencionais.
"Estamos entusiasmados porque expandimos os fundamentos da centenária teoria da luz da dispersão de Mie," disse o professor Junichi Takahara. "As aplicações são amplas e estão atualmente em andamento em nosso laboratório".
Esta descoberta representa também um passo importante para nossa compreensão das interações luz-matéria. Além disso, estes resultados não se limitam ao silício, e o laser incidente não precisa ter um comprimento de onda visível, abrindo caminho para avanços na metafotônica e em outras tecnologias futurísticas, como dispositivos de camuflagem.
Bibliografia:
Artigo: Multipole engineering by displacement resonance: a new degree of freedom of Mie resonance
Autores: Yu-Lung Tang, Te-Hsin Yen, Kentaro Nishida, Chien-Hsuan Li, Yu-Chieh Chen, Tianyue Zhang, Chi-Kang Pai, Kuo-Ping Chen, Xiangping Li, Junichi Takahara, Shi-Wei Chu
Revista: Nature Communications
Vol.: 14, Article number: 7213
DOI: 10.1038/s41467-023-43063-y
Para saber mais, acesse o link
Fonte: Inovação Tecnológica / Publicação 21/12/2023
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=superada-limitacao-secular-manipulacao-luz-abrindo-caminho-novas-tecnologias&id=010165231221
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
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