Nueva técnica de sintonía prepara el terreno para avances en nanofotónica

Investigadores europeos han recurrido a tecnologías de sintonía de radiofrecuencia para desarrollar un nuevo modo de controlar la luz a nanoescala. Este método novedoso podría encontrar aplicación en el desarrollo de biosensores sensibles para ser utilizados en diagnósticos médicos o en fotodetectores extremadamente rápidos diseñados para usarse en el procesamiento de la información.

Al extender la teoría de circuitos a frecuencias visibles e infrarrojas, el diseño de dispositivos y detectores fotónicos novedosos se hará más eficiente. Esto salva la brecha entre estas dos disciplinas“, comentó Javier Aizpurua, del Centro de Física de Materiales y del Centro Internacional de Física de Donostia (España).

Las antenas son dispositivos que transmiten o reciben ondas electromagnéticas. Las antenas ópticas, entretanto, están diseñadas para recibir o transmitir luz visible o infrarroja. También pueden enfocar la luz sobre diminutas áreas a pocos nanómetros de distancia (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro).

En este estudio, publicado en la revista Nature Phothonics, científicos de Alemania, España y Estados Unidos estudiaron las llamadas “antenas gap”. Estas están compuestas de dos barras doradas a nanoescala ubicadas una al lado de la otra en una línea y separadas por un espacio diminuto. Estas antenas son muy eficientes, pero su rendimiento puede verse dañado por la presencia de moléculas o semiconductores en ese espacio.

Trabajos anteriores han sugerido que este fenómeno, conocido como carga de intervalo, podría aprovecharse para sintonizar de manera precisa la respuesta de las antenas ópticas. Los investigadores probaron estas ideas ubicando puentes de metal de diferentes tamaños de un lado a otro del espacio vacío. Utilizaron un microscopio de campo cercano para ver cómo los puentes afectaban el comportamiento de las antenas.

Al seguir las oscilaciones de campo cercano de las diferentes antenas con nuestro microscopio de campo cercano, pudimos visualizar directamente de qué modo la materia que se encuentra dentro de los vacíos afecta la respuesta de la antena“, explicó Rainer Hillenbrand, jefe del grupo de nanoóptica en el recién establecido Centro de investigación Nanogune de España. “El efecto podría encontrar aplicaciones interesantes para la sintonía de antenas ópticas.”

Sus experimentos confirmaron la teoría de que la carga de intervalo puede ser usada para manipular y controlar eficazmente los campos de antenas gap. “La carga de antena dirigida proporciona un medio excelente para la ingeniería de configuraciones de antenas complejas en aplicaciones de control coherentes, nanoóptica adaptiva y metamateriales“, apuntan los científicos.

Esto abre el camino para el diseño de modelos de campo cercano sin la necesidad de cambiar la longitud de la antena, que podría ser de gran valor para el desarrollo de dispositivos nanofotónicos compactos e integrados“, concluyen.

Para más información: Nature Photonics y Fundación Elhuyar. Fuente: Cordis

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