p Uma antena óptica em nanoescala desenvolvida por pesquisadores da A * STAR permite a manipulação de ondas de luz visível na escala de microchips. Tal nanoantena pode permitir o desenvolvimento de sistemas de imagem de alta resolução em pequenos dispositivos móveis. p Os fótons em feixes de luz podem transportar mais informações do que os elétrons que viajam pela fiação elétrica. Se a luz pudesse ser direcionada dentro de chips em nanoescala como um meio de transferência de dados sem fio, pode abrir caminho para tecnologias como imagens de alta velocidade para uso médico, e telas de telefone que apresentam alta resolução, monitores tridimensionais.

p Agora, Jinfa Ho, Joel Yang, e Arseniy Kuznetsov e sua equipe no Instituto de Pesquisa e Engenharia de Materiais da A * STAR desenvolveram uma antena em nanoescala que pode transmitir ondas de luz na escala do chip. Crucialmente, seu design é o primeiro a permitir o controle preciso da direção em que as ondas de luz estão viajando, enquanto limita o vazamento de radiação que pode criar interferência de crosstalk entre os componentes.

p A maioria das pessoas reconheceria antenas de rádio pontiagudas de telhados de edifícios, compreendendo um elemento de alimentação ativo e uma série de hastes de metal paralelas, ou 'diretores dipolo'. Este projeto, chamada de antena Yagi-Uda, é um método de grande sucesso de transmissão de ondas de rádio; o tamanho de cada dipolo é projetado para responder a ondas de rádio de comprimentos de onda específicos e direcioná-los conforme necessário.

p "Para que as antenas Yagi-Uda operem no regime de comprimento de onda óptico, eles devem ser reduzidos a tamanhos de nanômetros, "diz Ho." A maioria das tentativas anteriores manteve o uso de metais, que têm perdas significativas nas frequências ópticas por causa da absorção no metal. Em vez disso, usamos um dipolo de fonte de ouro configurado em forma de gravata borboleta, acoplado com diretores de silício (veja imagem acima). “É o uso de estruturas plasmônicas (gravata borboleta de ouro) e dielétricas (diretor de silício) que leva à natureza híbrida da nanoantena.

p O ponto de acesso do campo elétrico criado no meio da gravata borboleta quando a antena estava em uso aumentou muito as propriedades fotoluminescentes do ouro. Isso permitiu que os pesquisadores visualizassem a pequena antena e manipulassem a direção do sinal de luz. Usar diretores de silício significava que altas forças de dipolo eram mantidas em toda a antena, com baixas perdas de dissipação.

p "Ao excitar vários dipolos próximos uns dos outros com a diferença de fase correta, aumentamos a radiação na direção desejada graças à interferência destrutiva e construtiva, "explica Ho." Esta diretividade melhorada em comparação com os projetos anteriores. "

p O próximo passo da equipe é criar uma nanoantena que mudará a direção das emissões sob diferentes sinais elétricos. "Imagine matrizes de nanoantenas emitindo luz em diferentes direções, criando imagens de alta resolução visíveis de vários pontos de vista, "acrescenta Yang.