El borofeno dirige la luz a nanoescala
Un equipo de investigación de Kiel observa por primera vez una propagación especial de la luz en un metal atómicamente fino, con potencial para componentes ópticos compactos
Anuncios
Los microscopios electrónicos lo investigan hoy, mañana podría formar parte de los propios microscopios: un metal formado por una sola capa atómica dirige la luz a través de su superficie y la enfoca en un espacio muy reducido, incluso en longitudes de onda visibles. Un equipo de la Universidad de Kiel (CAU) ha demostrado por primera vez este efecto en el borofeno.
La respuesta óptica de una capa de borofeno se analiza mediante espectroscopia de catodoluminiscencia.
Y. Abdi
Imagen de microscopio electrónico de barrido de borofeno en una rejilla de microscopio electrónico de transmisión de oro perforada.
N. Talebi
Este metal bidimensional, conocido desde hace menos de diez años, podría servir de plataforma para novedosas interacciones luz-materia.
Cómo se crean las ondas luminosas especiales
La base de este efecto reside en una interacción especial entre la luz y los electrones. Las ondas de luz se combinan en el material con oscilaciones colectivas de electrones, los plasmones. Se crea así una "onda híbrida" de luz y materia. En el borofeno aparece una forma especial: los polaritones hiperbólicos. Se propagan a diferentes velocidades e intensidades en función de la dirección - similar a los coches que tienen paso libre en dirección norte-sur, pero tienen que circular a 30 km/h en dirección este-oeste.
La estructura atómica del borofeno fuerza a los electrones a seguir trayectorias favorecidas. Esta dependencia direccional, llamada anisotropía, enfoca la luz de forma extrema y la controla por debajo del límite de difracción, más finamente de lo que normalmente es posible. Se trata de una ventaja decisiva si se quiere que los sistemas ópticos sean cada vez más pequeños y precisos.
Para demostrar el efecto, el equipo de Kiel excitó el borofeno en un microscopio electrónico con haces de electrones y analizó la luz resultante con precisión nanométrica.
El borofeno se une a un raro grupo de materiales
Los polaritones hiperbólicos se han observado anteriormente en materiales que operan en el rango de infrarrojos o terahercios. El borofeno, en cambio, funciona en el rango visible, lo que abre nuevas posibilidades para la nanofotónica.
"El borofeno es metálico, atómicamente delgado y anisótropo por naturaleza", afirma el profesor Nahid Talebi, del Instituto de Física Experimental y Aplicada de la Universidad de Kiel, que dirigió el estudio junto con el científico invitado, el profesor Yaser Abdi. "Estas propiedades la convierten en una plataforma completamente nueva para guiar la luz visible a nanoescala. Podemos controlar la propagación de la luz de formas que antes no eran posibles con otros materiales".
El trabajo sienta las bases para futuras tecnologías. Entre sus posibles aplicaciones figuran componentes fotónicos especialmente compactos, sensores ópticos de alta sensibilidad o métodos de microscopía que superen el límite de resolución clásico. Como el borofeno funciona en el rango visible, también coincide con las longitudes de onda de muchos sistemas de comunicación cuántica.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
