Os pesquisadores estão em busca de soluções rápidas, interruptores confiáveis ​​e acessíveis para a optoeletrônica do futuro. Uma equipe da Empa agora apresenta uma solução potencial:gotículas de corante medindo apenas alguns sub-micrômetros de diâmetro.

Cientistas do Laboratório de Polímeros Funcionais da Empa estão em busca de líquidos que se espalhem o mais uniformemente possível em uma superfície para a produção de OLEDs. Contudo, o mesmo laboratório também está trabalhando exatamente no oposto:um líquido que deve se quebrar em tantas gotas quanto possível quando aplicado a uma superfície. Cada uma dessas gotículas forma uma microlente quando seca. Todo um campo dessas microlentes pode influenciar os feixes de luz de uma maneira específica, o que os torna extremamente interessantes para processamento de sinais ópticos em computadores e redes de fibra óptica.

Barato para produzir

“Aproveitamos o fato de que as gotículas se organizam, "diz Jakob Heier, que está estudando as propriedades ópticas dessas microlentes. "Isso tem uma grande vantagem econômica:não precisamos de nenhuma máquina para fazer as microlentes; um bico de pulverização resolve." No laboratório, Contudo, o corante ainda não foi pulverizado; Heier e seus colegas produzem as microlentes usando spin-coating. A tinta é colocada no centro de uma mesa giratória e se espalha por toda a área graças à força centrífuga.

Qualquer pessoa que queira entender exatamente como esses campos de microlentes se comportam na luz precisa se aprofundar na matemática. Heier fala sobre as transformadas de Fourier e as relações Kramers-Kronig, que ajudam a descrever as propriedades de milhares de gotículas em uma única fórmula matemática. "A matemática por trás de tudo isso pode ter 100 anos, mas as percepções que obtemos são de última hora. "

Componentes feitos de corante cianino

Heier e seus colegas conseguiram demonstrar que uma série de elementos de interruptores ópticos podem ser construídos a partir de gotículas de corante cianino. O estudo foi publicado na revista Materiais Óticos Avançados em fevereiro de 2017. Os elementos de switch podem bloquear ou deixar passar especificamente certos comprimentos de onda. Heier usa a mudança no índice de refração do corante. O que torna tudo tão emocionante:selecionando diferentes corantes e variando o tamanho das gotas, as propriedades do switch podem ser personalizadas para a aplicação desejada.

Por exemplo, grades de fase podem ser construídas a partir dessas microlentes - uma ferramenta popular em optoeletrônica. Isso é capaz de dividir os feixes de luz em frequências individuais, sem comprometer a intensidade da luz. Portanto, as perdas de sinal permanecem baixas, menos energia de luz é necessária e os componentes não aquecem tanto. "Com nossas observações e cálculos, pavimentamos fisicamente o caminho para essas mudanças, "diz Heier." Agora estou animado para ver quem usa este know-how para as primeiras aplicações reais. "