Phonons, pacotes de ondas vibracionais que se propagam em sólidos, desempenham um papel fundamental na matéria condensada e estão envolvidos em várias propriedades físicas dos materiais. Em nanotecnologia, por exemplo, eles afetam a emissão de luz e o transporte de carga dos nanodispositivos. Como principal fonte de dissipação de energia em sistemas de estado sólido, fônons são o gargalo final que limita a operação de nanomateriais funcionais.

Em um artigo publicado recentemente em Nature Communications , uma equipe de pesquisa do INRS liderada pelo professor Luca Razzari e colaboradores europeus mostra que é possível modificar a resposta de fônon de um nanomaterial explorando a energia do ponto zero (ou seja, a menor energia possível em um sistema quântico) de uma nanocavidade de terahertz. Os pesquisadores foram capazes de remodelar a resposta do fônon nanomaterial gerando novos estados híbridos luz-matéria. Eles fizeram isso inserindo algumas dezenas de semicondutores (especificamente, sulfeto de cádmio) nanocristais dentro de nanocavidades plasmônicas projetadas especificamente para ressoar em frequências terahertz, ou seja, em correspondência dos modos de fônon dos nanocristais.

"Assim, fornecemos evidências claras da criação de um novo nanossistema híbrido com propriedades de fônons que não pertencem mais ao nanomaterial original, "disseram os autores. Esta descoberta é uma promessa para aplicações em nanofotônica e nanoeletrônica, abrindo novas possibilidades para a engenharia da resposta de fônon óptico de nanomateriais funcionais. Ele também oferece uma plataforma inovadora para a realização de uma nova geração de transdutores quânticos e fontes de luz terahertz.