Uma equipe de pesquisadores liderada pela Columbia University desenvolveu uma plataforma única para programar um cristal em camadas, produzindo recursos de imagem além dos limites comuns sob demanda.

A descoberta é um passo importante para o controle da nanolight, que é uma luz que pode acessar as menores escalas de comprimento imagináveis. O trabalho também fornece insights para o campo do processamento óptico de informações quânticas, que visa resolver problemas difíceis em computação e comunicações.

"Pudemos usar microscopia ultrarrápida em nanoescala para descobrir uma nova maneira de controlar nossos cristais com luz, ligar e desligar propriedades fotônicas indescritíveis à vontade, "disse Aaron Sternbach, pesquisador de pós-doutorado em Columbia, que é o investigador principal do estudo. "Os efeitos são de curta duração, durando apenas trilionésimos de segundo, no entanto, agora somos capazes de observar esses fenômenos claramente. "

A pesquisa aparece em 4 de fevereiro no jornal Ciência .

A natureza estabelece um limite para a intensidade do foco da luz. Mesmo em microscópios, dois objetos diferentes que estão mais próximos do que esse limite parecem ser um. Mas dentro de uma classe especial de materiais cristalinos em camadas - conhecidos como cristais de van de Waals - essas regras podem, as vezes, estar quebrado. Nestes casos especiais, a luz pode ser confinada sem qualquer limite nestes materiais, tornando possível ver até os menores objetos com clareza.

Em seus experimentos, os pesquisadores de Columbia estudaram o cristal de van der Waals chamado disseleneto de tungstênio, o que é de grande interesse por sua integração potencial em tecnologias eletrônicas e fotônicas devido à sua estrutura única e fortes interações com a luz.

Quando os cientistas iluminaram o cristal com um pulso de luz, eles foram capazes de mudar a estrutura eletrônica do cristal. A nova estrutura, criado pelo evento de comutação óptica, permitiu que algo muito incomum ocorresse:detalhes finos, na nanoescala, poderia ser transportado através do cristal e fotografado em sua superfície.

O relatório demonstra um novo método para controlar o fluxo de luz do nanolight. Manipulação óptica em nanoescala, ou nanofotônica, tornou-se uma área crítica de interesse à medida que os pesquisadores buscam maneiras de atender à crescente demanda por tecnologias que vão muito além do que é possível com a fotônica e a eletrônica convencionais.

Dmitri Basov, Professor de física Higgins da Universidade de Columbia, e autor sênior do artigo, acredita que as descobertas da equipe irão desencadear novas áreas de pesquisa em matéria quântica.

"Os pulsos de laser nos permitiram criar um novo estado eletrônico neste semicondutor prototípico, mesmo que apenas por alguns pico-segundos, "disse ele." Esta descoberta nos coloca no caminho para fases quânticas opticamente programáveis ​​em novos materiais. "