p Ao combinar duas nanoestruturas muito diferentes que interagem com a luz, Os pesquisadores do A * STAR demonstraram um aumento surpreendentemente forte de um efeito de duplicação de frequência. p A manipulação e transformação funcional da luz em circuitos ópticos é uma área de pesquisa estimulante que combina a física da luz e da matéria de maneiras incomuns. Na vanguarda desta tecnologia, pesquisadores estão explorando novas combinações estruturais de materiais que podem dar origem a funções potencialmente úteis, particularmente em sistemas em nanoescala.

p Joel Kwang Wei Yang, Zhaogang Dong e seus colegas do Instituto de Pesquisa e Engenharia de Materiais da A * STAR têm trabalhado em técnicas altamente precisas para padronizar filmes finos de ouro com estrutura de ranhura em nanoescala para aumentar a interação da luz e produzir efeitos de ressonância de luz conhecidos como plasmônicos.

p "Vimos em nossos estudos anteriores que ranhuras de 10 nanômetros de largura em um filme de ouro podem suportar modos de plasmon, concentrando luz ao longo das ranhuras, "explica Yang." Concluímos então que colocar um material bidimensional sobre este substrato especial poderia criar um sistema interessante devido ao confinamento da luz em tiras quase unidimensionais. "

p Em colaboração com pesquisadores da National University of Singapore, Imperial College London e King Abdullah University of Science and Technology na Arábia Saudita, Yang e Dong fabricados, analisou e modelou um sistema que consiste no filme de ouro nano-ranhurado coberto com um floco atomicamente fino de seleneto de tungstênio (WSe2). O resultado foi um notável 7, Multiplicação de 000 vezes de um efeito chamado geração de segundo harmônico (SHG), pelo qual dois fótons se combinam para produzir um único fóton com o dobro da energia (ou frequência).

p "Este trabalho foi realmente uma maravilha de nanofabricação e manuseio delicado de amostras, "diz Yang." Tivemos excelentes colaboradores que forneceram lindos flocos WSe2, e um talentoso Ph.D. estudante que desde então se formou, Wang Zhuo, trabalhamos em técnicas de transferência de última geração para colocar esses flocos em nossos nanotrenches na orientação correta. "

p Notavelmente, a amostra sobreviveu à transferência para um substrato transparente separado e a muitos ciclos de dobra sem degradação na emissão de SHG, tornando-o uma plataforma potencialmente resiliente e versátil para desenvolvimento posterior.

p "Os filmes de ouro são flexíveis e mantêm bem sua forma, e as ranhuras em nanoescala produzem fortes aprimoramentos ópticos, enquanto a monocamada WSe2 é um material SHG eficiente, mas interage apenas fracamente com a luz devido à sua espessura atômica, "diz Dong." Fomos capazes de combinar as vantagens de ambos os materiais para obter uma flexibilidade, ultra compacto, e dispositivo eficiente para SHG, com aplicações potenciais para duplicação de frequência óptica em dispositivos em nanoescala. "