Os professores Myung-Ki Kim e Yong-Hee Lee do Departamento de Física da KAIST e suas equipes de pesquisa desenvolveram uma antena gap-plasmon 3D que pode focar a luz em um espaço de poucos nanômetros. Os resultados da pesquisa foram publicados na edição de 10 de junho da Nano Letras .

Focar a luz em um espaço semelhante a um ponto é um campo de pesquisa ativo, pois encontra muitas aplicações. Contudo, concentrar a luz em um espaço menor do que seu comprimento de onda é frequentemente prejudicado pela difração. Para resolver este problema, muitos pesquisadores utilizaram o fenômeno plasmônico em um metal onde a luz pode ser confinada em maior extensão ao superar o limite de difração.

Muitos pesquisadores se concentraram no desenvolvimento de uma antena plasmônica bidimensional e foram capazes de focar a luz abaixo de 5 nanômetros. Contudo, esta antena bidimensional revela um desafio de que a luz se dispersa para a extremidade oposta, independentemente de quão pequeno foi focalizado. Para uma solução, uma estrutura tridimensional deve ser empregada para maximizar a intensidade da luz.

Adotando a tecnologia de moagem de feixe de íons com foco proximal, a equipe de pesquisa KAIST desenvolveu uma antena de plasmon de lacuna tridimensional com 4 nanômetros de largura. Ao comprimir os fótons em um nanoespaço tridimensional de tamanho 4 x 10 x 10 nm3, os pesquisadores foram capazes de aumentar a intensidade da luz 400, 000 vezes mais forte do que a luz incidente. Capitalizando na maior intensidade de luz dentro da antena, eles intensificaram o sinal de segundo harmônico e verificaram que a luz estava focada no nano gap por meio da varredura de imagens de catodoluminescência.

Espera-se que essa tecnologia melhore a velocidade de transferência e processamento de dados até o nível de terahertz (um trilhão de vezes por segundo) e aumente o volume de armazenamento por unidade de área em discos rígidos em 100 vezes. Além disso, imagens de alta definição de tamanho de sub-molécula podem ser obtidas com luz real, em vez de usar um microscópio eletrônico, enquanto pode melhorar o processo de semicondutor para um tamanho menor de alguns nanômetros.

Professor Kim disse, "Uma ideia simples, mas genuína, mudou o paradigma de pesquisa de antenas gap-plasmon 2D para antenas 3D. Esta tecnologia vê inúmeras aplicações, incluindo no campo da tecnologia da informação, armazenamento de dados, ciência médica da imagem, e processo de semicondutor. "