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Nanotecnologia

Criado um laser do tamanho de um vírus

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/11/2012

Criado um laser do tamanho de um vírus
Em cima, os nanolasers, individualmente do tamanho de um vírus. Embaixo, as estruturas em formato de laço, que funcionam como antenas para a luz de bombeamento.
[Imagem: Suh et al./Nano Letters]

Nanolaser

Pesquisadores norte-americanos descobriram uma maneira de fabricar lasers individuais do tamanho de uma partícula de vírus.

O melhor de tudo é que os componentes funcionam a temperatura ambiente.

Isso abre caminho para que esses nanolasers sejam integrados em circuitos fotônicos à base de silício, circuitos ópticos e biossensores.

A miniaturização dos componentes eletrônicos e fotônicos é fundamental para a fabricação de computadores mais rápidos e sistemas de armazenamento de dados de maior densidade.

E o laser, um elemento-chave para a transmissão de informações não poderia ser exceção.

"Fontes de luz coerente em escala nanométrica são importantes não só para explorar fenômenos em pequenas dimensões, mas também para a viabilização de componentes ópticos com dimensões que possam superar o limite de difração da luz," disse Teri Odom, da Universidade Northwestern, coordenadora da pesquisa.

Nanolaser plasmônico

A inovação foi possível graças a um trabalho anterior da equipe, que revelou como construir dímeros de nanopartículas em um formato em laço, similar ao nó de uma gravata.

Agora eles usaram esses dímeros como cavidade onde a luz fica refletindo continuamente até gerar o laser.

Essas nanoestruturas metálicas permitem a emissão controlada dos plásmons de superfície - oscilações coletivas de elétrons.

Quando se trata de confinar a luz, os plásmons não possuem limites fundamentais em termos de dimensão, o que significa que os lasers plasmônicos podem superar o índice de difração da luz.

O resultado é um nanolaser ainda menor do que o menor laser semicondutor do mundo, apresentado por uma equipe internacional de físicos há alguns meses.

Múltiplos canais

Segundo os pesquisadores, a utilização da geometria em laço tem duas vantagens significativas sobre experimentos anteriores com lasers plasmônicos.

A primeira é que a estrutura é bem definida e bem formada, gerando um efeito antena que cria um ponto de concentração electromagnética em um volume muito preciso, de dimensões nanoscópicas.

A segunda é que a estrutura individual apresenta "perdas" metálicas mínimas devido à sua geometria discreta.

"Nós também descobrimos, de forma surpreendente, que, quando dispostos em uma matriz, os ressonadores 3-D em formato de laço podem emitir luz em ângulos específicos de acordo com os parâmetros da rede", disse Odom.

Isso abre a possibilidade de que os nanolasers sejam integrados de forma muito densa, operando de forma controlada em múltiplos canais.

Bibliografia:

Artigo: Plasmonic Bowtie Nanolaser Arrays
Autores: Jae Yong Suh, Chul Hoon Kim, Wei Zhou, Mark D. Huntington, Dick T. Co, Michael R. Wasielewski, Teri W. Odom
Revista: Nano Letters
Vol.: Article ASAP
DOI: 10.1021/nl303086r






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