p (PhysOrg.com) - Os pesquisadores de engenharia usaram um feixe de luz muito pequeno com apenas 1 miliwatt de potência para mover uma estrutura de silício até 12 nanômetros. p Com um pouco de vantagem, Os pesquisadores de Cornell usaram um feixe de luz muito pequeno com apenas 1 miliwatt de potência para mover uma estrutura de silício até 12 nanômetros. Isso é o suficiente para mudar completamente as propriedades ópticas da estrutura de opaca para transparente, eles relataram.

p A tecnologia pode ter aplicações no projeto de sistemas microeletromecânicos (MEMS) - dispositivos em nanoescala com partes móveis - e sistemas microoptomecânicos (MOMS) que combinam partes móveis com circuitos fotônicos, disse Michal Lipson, professor associado de engenharia elétrica e da computação.

p A pesquisa do pesquisador de pós-doutorado Gustavo Wiederhecker, Long Chen, Ph.D. '09, Alexander Gondarenko, Ph.D. '10, e Lipson aparece na edição online da revista Natureza e aparecerá em uma próxima edição impressa.

p A luz pode ser pensada como um fluxo de partículas que pode exercer uma força sobre tudo o que atinge. O sol não te derruba porque a força é muito pequena, mas em nanoescala pode ser significativo. "O desafio é que grandes forças ópticas são necessárias para mudar a geometria das estruturas fotônicas, "Lipson explicou.

p Mas os pesquisadores conseguiram reduzir a força necessária criando dois ressonadores de anel - guias de ondas circulares cuja circunferência é combinada a um múltiplo do comprimento de onda da luz usada - e explorando o acoplamento entre feixes de luz que viajam pelos dois anéis.

p Um feixe de luz consiste em campos elétricos e magnéticos oscilantes, e esses campos podem atrair objetos próximos, um equivalente microscópico da maneira como a eletricidade estática nas roupas atrai fiapos. Esse fenômeno é explorado em "pinças ópticas" usadas por físicos para prender objetos minúsculos. As forças tendem a puxar qualquer coisa na borda da viga em direção ao centro.

p Quando a luz viaja através de um guia de ondas cuja seção transversal é menor do que seu comprimento de onda, parte da luz se espalha, e com ela a força atrativa. Então, guias de ondas paralelos juntos, cada um carregando um feixe de luz, são atraídos ainda mais perto, mais ou menos como duas correntes de água da chuva em uma vidraça que se tocam e são puxadas juntas pela tensão superficial.

p Os pesquisadores criaram uma estrutura que consiste em duas finas, anéis planos de nitreto de silício com cerca de 30 mícrons (milionésimos de metro) de diâmetro montados uns sobre os outros e conectados a um pedestal por raios finos. Pense em duas rodas de bicicleta em um eixo vertical, mas cada um com apenas quatro finos, raios flexíveis. Os guias de onda do anel têm três mícrons de largura e 190 nanômetros (nm - bilionésimos de metro) de espessura, e os anéis estão espaçados de 1 mícron.

p Quando acende em uma frequência ressonante dos anéis, neste caso, luz infravermelha em 1533,5 nm, é alimentado nos anéis, a força entre os anéis é suficiente para deformar os anéis em até 12 nm, que os pesquisadores mostraram ser suficiente para alterar outras ressonâncias e ligar e desligar outros feixes de luz que viajam através dos anéis. Quando a luz em ambos os anéis está em fase - os picos e vales da onda coincidem - os dois anéis se unem. Quando está fora de fase, eles são repelidos. O último fenômeno pode ser útil em MEMS, onde um problema contínuo é que as peças de silício tendem a ficar juntas, Lipson disse.

p Uma aplicação em circuitos fotônicos pode ser a criação de um filtro sintonizável para passar um determinado comprimento de onda óptico, Wiederhecker sugeriu.

p Fornecido pela Cornell University (notícias:web)