Luz escura é transmitida por colar de nanopartículas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/02/2012

À esquerda, imagem da estrutura plasmônica, uma linha de 15 micrômetros de comprimento feita com nanopartículas de ouro. À direita, uma imagem de fluorescência depois da energização do mesmo canal plasmônico por um laser.
[Imagem: Link Lab/Rice University]

Canais de luz

Canais metálicos microscópios são capazes de transmitir energia eletromagnética que começa como luz, mas se propaga por meio de "plásmons escuros".

Essa transferência de energia de alta eficiência pode ser usada no interior de chips, em componentes optoeletrônicos, capazes de fazer a interface entre o processamento e a transmissão óptica de dados.

Com a nova técnica, a luz pode ser guiada por caminhos complexos, alcançando pontos específicos, sem impor restrições ao projeto do restante do circuito, porque os canais podem ter qualquer formato.

Stephan Link e seus colegas da Universidade Rice, nos Estados Unidos, demonstraram que o papel hoje desempenhado por componentes chamados guias de onda pode ser executado com vantagens por canais construídos com nanopartículas de apenas 150 nanômetros de diâmetro.

Os pesquisadores usam o termo canal no sentido de um meio de transmissão, e não de um espaço vazado ou de um conduíte oco - na verdade as nanopartículas são postas umas ao lado das outras, como as contas de um colar.

Luz escura

As linhas de nanopartículas conseguem transmitir um sinal ao longo de muitos micrômetros, o que é uma enorme distância para as dimensões internas dos chips.

Não se trata de uma transmissão comum de luz, como a que acontece em uma fibra óptica - na verdade, os canais são muito menores do que o comprimento de onda da luz que eles transmitem.

O que se move não são os fótons de luz, mas os plásmons de superfície, o elemento fundamental da chamada plasmônica, um campo emergente de pesquisa que promete nada menos do que a computação à velocidade da luz.

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Plásmons são ondas de elétrons que oscilam na superfície de um metal, como a água de uma vasilha quando você bate em sua borda - o movimento dos plásmons é induzido pela energia da luz que incide sobre o metal.

O distúrbio causado pela luz movimenta os plásmons, cuja oscilação é repassada para a partícula adjacente, e assim por diante, levando a "informação" óptica por distâncias relativamente grandes - até 15 micrômetros.

Essa transferência de energia de alta eficiência pode ser usada no interior de chips, em componentes opto-eletrônicos.
[Imagem: Solis et al./Nano Letters]

Plásmons escuros

A diferença em relação a outras técnicas usadas na plasmônica é que, entre as esferas, o que se propaga são os chamados plásmons escuros, plásmons que não têm um momento dipolo.

"Mas esses modos não são totalmente escuros, especialmente na presença de desordem," explica Link. "Mesmo para os modos sub-radiantes, há uma pequena oscilação."

Como a emissão associada com o movimento dos plásmons escuros é muito pequena, a propagação pode se sustentar por longas distâncias, graças a uma perda muito menor.

Os resultados são melhores do que os obtidos com nanofios de ouro, que, graças aos plásmons de superfície, literalmente transportam a luz pelo lado de fora.

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