Uma nova pesquisa da Universidade de Surrey mostrou que o silício pode ser um dos materiais mais poderosos para a manipulação de informações fotônicas - abrindo novas possibilidades para a produção de lasers e visores.

Embora o extraordinário sucesso dos chips de computador tenha confirmado o silício como o principal material para o controle eletrônico de informações, o silício tem a reputação de ser uma escolha ruim para fotônica; não há diodos emissores de luz de silício disponíveis comercialmente, lasers ou visores.

Agora, em um artigo publicado por Luz:Ciência e Aplicações Diário, uma equipe internacional de cientistas liderada por Surrey mostrou que o silício é um excelente candidato para a criação de um dispositivo que pode controlar múltiplos feixes de luz.

A descoberta significa que agora é possível produzir processadores de silício com recursos integrados para feixes de luz para controlar outros feixes - aumentando a velocidade e eficiência das comunicações eletrônicas.

Isso é possível graças à banda de comprimento de onda chamada região do infravermelho distante ou terahertz do espectro eletromagnético. O efeito funciona com uma propriedade chamada não linearidade, que é usado para manipular feixes de laser - por exemplo, mudando sua cor. Os ponteiros laser verdes funcionam desta forma:eles pegam a saída de um diodo laser infravermelho muito barato e eficiente, mas invisível, e mudam a cor para verde com um cristal não linear que divide o comprimento de onda pela metade.

Outros tipos de não linearidade podem produzir um feixe de saída com um terço do comprimento de onda ou ser usados ​​para redirecionar um feixe de laser para controlar a direção das informações do feixe. Quanto mais forte for a não linearidade, mais fácil é controlar com feixes de entrada mais fracos.

Os pesquisadores descobriram que o silício possui a não linearidade mais forte desse tipo já descoberta. Embora o estudo tenha sido realizado com o cristal sendo resfriado a temperaturas criogênicas muito baixas, tais não linearidades fortes significam que feixes extremamente fracos podem ser usados.

Ben Murdin, co-autor do estudo e professor de Física da Universidade de Surrey, disse, "Nossa descoberta foi uma sorte, porque não estávamos procurando por ele. Estávamos tentando entender como um número muito pequeno de átomos de fósforo em um cristal de silício poderia ser usado para fazer um computador quântico e como usar feixes de luz para controlar as informações quânticas armazenadas nos átomos de fósforo.

"Ficamos surpresos ao descobrir que os átomos de fósforo estavam reemitindo feixes de luz que eram quase tão brilhantes quanto o laser muito intenso que projetávamos neles. Arquivamos os dados por alguns anos enquanto pensávamos em provar onde os feixes estavam vindo de. É um ótimo exemplo de como a ciência procede por acidente, e também como as equipes pan-europeias ainda podem trabalhar juntas de forma muito eficaz. "