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Materiais Avançados

Metamateriais sem ouro e prata viabilizam avanços ópticos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/09/2012

Metamateriais sem ouro e prata viabilizam avanços ópticos
O ouro e a prata foram substituídos por óxido de zinco (ZnO) e alumínio dopado com óxido de zinco (AZO).
[Imagem: Naik/Boltasseva]

Substituição dos metais nobres

Alexandra Boltasseva, juntamente com colaboradores dos Estados Unidos, da Rússia e da Finlândia, deram um grande impulso rumo à comercialização dos chamados metamateriais hiperbólicos.

Essas estruturas têm potencial para vários avanços ópticos, de melhores microscópios e células solares até processadores com comunicação por luz.

A equipe conseguiu criar os metamateriais sem usar ouro e nem prata, presentes em todos os protótipos construídos até agora.

Além de caros, nem sempre é possível incorporar esses metais no processo de fabricação da indústria de semicondutores, o que é necessário para que todos os avanços dos metamateriais sejam incorporados em produtos reais.

Óxido de zinco

O ouro e a prata foram substituídos por alumínio dopado com óxido de zinco (AZO).

Os meta-átomos são estruturas com até 16 camadas alternadas de AZO e óxido de zinco (ZnO).

Quando a luz passa do óxido de zinco para o AZO, ela encontra uma "anisotropia extrema", fazendo com que sua dispersão se torne "hiperbólica", alterando dramaticamente o comportamento da luz.

Segundo a equipe, as possíveis aplicações de seu metamaterial incluem uma "hiperlente plana", que poderá aumentar em 10 vezes a resolução dos microscópios ópticos - isso permitiria, por exemplo, observar diretamente moléculas de DNA.

Outras aplicações incluem coletores solares mais eficientes, sensores e, claro, melhores mantos de invisibilidade.

O metamaterial também funcionou na faixa do infravermelho do espectro eletromagnético, o que é essencial para comunicações ópticas.

Bibliografia:

Artigo: A Demonstration of Al:ZnO as a New Plasmonic Component for Near-Infrared Metamaterials
Autores: Gururaj V. Naik, Jingjing Liu, Alexander V. Kildisheva, Vladimir M. Shalaev, Alexandra Boltasseva
Revista: Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: Published online before print
DOI: 10.1073/pnas.1121517109






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