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Informática

Nova tecnologia holográfica criada com metamateriais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/11/2013

Nova tecnologia holográfica criada com nanoantenas
O holograma da palavra "Purdue" - o nome da universidade - mede cerca de 100 micrômetros de largura e flutua 10 micrômetros acima da metassuperfície. [Imagem: Xingjie Ni/Birck Nanotechnology Center]

Hologramas de metamateriais

Os metamateriais, aqueles usados nos mantos de invisibilidade, estão na base de uma nova tecnologia holográfica que acaba de ser criada.

Xingjie Ni e seus colegas da Universidade Purdue, nos Estados Unidos, usaram os metamateriais para criar uma "metassuperfície" capaz de controlar a luz de forma ultra-eficiente.

Os hologramas gerados não são grandes o suficientes para criar um cinema 3D verdadeiro, mas o potencial da nova tecnologia pode ser visto no fato de que são as metassuperfícies que estão colocando a luz dentro dos processadores de computador.

Essas folhas ultrafinas e suas nanoantenas estão criando um novo ramo da tecnologia, que está sendo chamado de "fotônica planar". Elas permitem criar, entre muitas outras possibilidades, chaves ópticas - ou transistores - pequenas o suficiente para serem integradas no interior dos chips.

Revolução nos pixels

A metassuperfície é composta por milhares de nanoantenas em forma de V formadas sobre uma folha de ouro ultrafina.

Quando a luz de um laser é disparada sobre as nanoantenas, os hologramas são criados pairando 10 micrômetros acima da metassuperfície.

Para demonstrar a tecnologia, a equipe criou um holograma da palavra "Purdue" - o nome da universidade - de cerca de 100 micrômetros de largura, mais ou menos a espessura de um fio de cabelo humano, flutuando logo acima do metamaterial.

"Se pudermos manipular os caracteres, poderemos moldar diferentes tipos de feixes de luz para leitura ou gravação, ou, por exemplo, formar pixels para monitores 3-D. Outra aplicação potencial é a transmissão e processamento de dados dentro dos chips," disse Alexander Kildishev, membro da equipe.

Nova tecnologia holográfica criada com metamateriais
As nanoantenas estão permitindo a criação de metamateriais ativos. [Imagem: Birck Nanotechnology Center/Purdue University]

Assim, os hologramas gerados por metassuperfícies poderão de fato mudar a forma como são construídas as telas de TV e computadores, mas fazendo uma revolução de baixo para cima, a partir de seus pixels individuais.

"Os menores detalhes - os traços das letras - exibidos em nosso experimento têm apenas 1 micrômetro de largura, o que é uma resolução espacial notável," completou Kildishev.

Metamateriais nanoestruturados

Usar fótons em vez de elétrons pode acelerar drasticamente os computadores e as telecomunicações.

Contudo, os dispositivos fotônicos convencionais não podem ser miniaturizados porque o comprimento de onda da luz é grande demais para caber nos pequenos componentes no interior dos circuitos integrados - basta lembrar que os transistores atuais estão na faixa dos 20 nanômetros, enquanto o comprimento de onda da luz visível tem ao redor de 700 nanômetros.

Os metamateriais nanoestruturados, contudo, permitem reduzir o comprimento de onda da luz, viabilizando a criação de componentes fotônicos em nanoescala - ou nanofotônicos.

"O mais importante é que podemos fazer isso com uma camada muito fina, de apenas 30 nanômetros, algo sem precedentes. Isso significa que você pode começar a incorporá-los em circuitos eletrônicos, para casar com a eletrônica," disse o professor Vladimir Shalaev, um dos pioneiros no campo das nanoantenas.

Bibliografia:

Metasurface holograms for visible light
Xingjie Ni, Alexander V. Kildishev, Vladimir M. Shalaev
Nature Communications
Vol.: 4, Article number: 2807
DOI: 10.1038/ncomms3807
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