Láser plasmódico (crédito: Jae Yong Suh et al./NANO Letters)
Un equipo de investigación de la Universidad Northwestern encontró la forma de fabricar dispositivos láser individuales que son del tamaño de los virus más pequeños (alrededor de 20nm.) y funcionan a temperatura ambiente.
Estos nanoláser plasmódicos podrían ser integrados en dispositivos fotónicos basados en silicio, circuitos ópticos y biosensores a nanoescala.
La reducción del tamaño de elementos fotónicos (el láser, por ejemplo) y electrónicos resulta crítico para el procesamiento ultra-rápido de información y el almacenamiento ultra-denso de la misma.
Fuentes coherentes de luz en la escala nanométrica son “importantes para explorar los fenómenos en dimensiones diminutas y para elaborar dispositivos ópticos en tamaños que puedan superar el límite de difracción (la resolución más baja que se puede alcanzar) de la luz”, indicó Teri Odom, quien encabeza la investigación.
El límite de difracción corresponde a la mitad de la longitud de onda de luz; para luz roja (longitud de onda de 700nm.) sería alrededor de 350nm. -16 veces mayor que la característica más pequeña (22nm.) en la actual generación de chips de Intel- por lo que resulta demasiado grande para dispositivos ultra-pequeños.
“La razón por la que podemos fabricar nanolásers de tamaño más pequeño a la difracción permitida es debido a que fabricamos la cavidad con dímeros de nanopartículas de oro (En física y química, un dímero es una molécula compuesta por dos unidades similares o monómeros enlazados, tanto por enlaces covalentes como no covalentes, como los puentes de hidrógeno.Wikipedia) -estructuras con una forma de nudo de corbata en 3D”, dijo Odom. Estas nanoestructuras de metal soportan superficies localizadas de plasmones -oscilaciones colectivas de electrones- que no tienen límites fundamentales cuando se trata de la luz.
El uso de esta geometría de nudo de corbata tiene dos ventajas significativas sobre trabajos previos con láser de plasmón: la estructura de nudo proporciona un punto electromagnético bien definido con un volumen nano y la estructura individual tiene sólo “pérdidas” mínimas (salida baja) debido a su geometría discreta.
“Sorpresivamente, también descubrimos que cuando se colocaban en arreglos, los resonadores 3D de nudo de corbata podían emitir luz en ángulos específicos de acuerdo a los parámetros del arreglo”.
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