p Em um novo estudo, uma equipe de pesquisa internacional liderada pela Universidade de Viena mostrou que as estruturas construídas em torno de uma única camada de grafeno permitem fortes não linearidades ópticas que podem converter a luz. A equipe conseguiu isso usando fitas de ouro do tamanho de nanômetros para comprimir a luz, na forma de plasmons, em grafeno atomicamente fino. Os resultados, que são publicados em Nature Nanotechnology são promissores para uma nova família de dispositivos não lineares sintonizáveis ​​ultrapequenos. p Nos últimos anos, um esforço concentrado foi feito para desenvolver dispositivos plasmônicos para manipular e transmitir luz através de dispositivos de tamanho nanométrico. Ao mesmo tempo, foi demonstrado que as interações não lineares podem ser bastante aumentadas com o uso de plasmons, que pode surgir quando a luz interage com os elétrons em um material. Em um plasmon, a luz é ligada aos elétrons na superfície de um material condutor, permitindo que os plasmons sejam muito menores do que a luz que os criou originalmente. Isso pode levar a interações não lineares extremamente fortes. Contudo, plasmons são normalmente criados na superfície de metais, o que faz com que eles se deteriorem muito rapidamente, limitando o comprimento de propagação do plasmon e as interações não lineares. Neste novo trabalho, os pesquisadores mostram que a longa vida útil dos plasmons no grafeno e a forte não linearidade desse material podem superar esses desafios.

p Em seu experimento, a equipe de pesquisa liderada por Philip Walther na Universidade de Viena (Áustria), em colaboração com pesquisadores do Instituto de Ciências Fotônicas de Barcelona (Espanha), a Universidade do Sul da Dinamarca, a Universidade de Montpellier, e o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (EUA) usaram pilhas de materiais bidimensionais, chamadas heteroestruturas, para construir um dispositivo plasmônico não linear. Eles pegaram uma única camada atômica de grafeno e depositaram nela uma série de nanofitas metálicas. As fitas de metal aumentaram a luz que entra na camada de grafeno, convertendo-o em plasmons de grafeno. Esses plasmons foram então presos sob as nanofitas de ouro, e produzia luz de diferentes cores por meio de um processo conhecido como geração de harmônicos. Os cientistas estudaram a luz gerada, e mostrou isso, a interação não linear entre os plasmons de grafeno foi crucial para descrever a geração de harmônicos. De acordo com Irati Alonso Calafell, o autor principal do artigo, "mostramos que as nanofitas de ouro relativamente simples podem aumentar simultaneamente a não linearidade do grafeno, excitar plasmons de grafeno, e criar uma cavidade plasmônica. "

p Embora o campo da plasmônica grafeno ainda esteja em sua infância, os pesquisadores estão confiantes de que esses resultados podem ser usados ​​para sondar novas físicas em heteroestruturas de grafeno, e levam a uma variedade de aplicações. Lee Rozema, um dos cientistas trabalhando no projeto, disse "nossa equipe em Viena propôs anteriormente que as interações não lineares mediadas por plasmons de grafeno poderiam ser usadas para computação quântica, e agora fornecemos a confirmação experimental de que esses plasmons podem de fato interagir de forma não linear. "A equipe planeja continuar pressionando por heteroestruturas de grafeno ainda mais eficientes, experimentando novas geometrias de metal e explorando diferentes tipos de interações não lineares.