p Pesquisadores da Chalmers University of Technology, Suécia, descobriram uma maneira completamente nova de capturar, amplificando e ligando a luz à matéria no nível nano. Usando uma pequena caixa, construído a partir de material atomicamente fino empilhado, eles conseguiram criar um tipo de ciclo de feedback no qual luz e matéria se tornam uma só. A descoberta, que foi publicado recentemente em Nature Nanotechnology , abre novas possibilidades no mundo da nanofotônica. p A fotônica se preocupa com vários meios de usar a luz. A comunicação de fibra óptica é um exemplo de fotônica, assim como a tecnologia por trás dos fotodetectores e células solares. Quando os componentes fotônicos são tão pequenos que são medidos em nanômetros, isso é chamado de nanofotônica. Para ultrapassar os limites do que é possível neste formato minúsculo, o progresso na pesquisa fundamental é crucial. A inovadora "caixa de luz" dos pesquisadores Chalmers faz com que as alternâncias entre luz e matéria ocorram tão rapidamente que não é mais possível distinguir entre os dois estados. Luz e matéria se tornam um.

p “Nós criamos um híbrido que consiste em partes iguais de luz e matéria. O conceito abre portas completamente novas tanto na pesquisa fundamental quanto na nanofotônica aplicada e há um grande interesse científico nisso, "diz Ruggero Verre, pesquisador do Departamento de Física da Chalmers e um dos autores do artigo científico.

p A descoberta aconteceu quando Verre e seus colegas de departamento Timur Shegai, Denis Baranov, Battulga Munkhbat e Mikael Käll combinaram dois conceitos diferentes de forma inovadora. A equipe de pesquisa de Mikael Käll está trabalhando no que é conhecido como nanoantenas, que pode capturar e amplificar a luz da maneira mais eficiente. A equipe de Timur Shegai está conduzindo pesquisas sobre um certo tipo de material bidimensional atomicamente fino conhecido como material TMDC, que se assemelha ao grafeno. Foi combinando o conceito de antena com material bidimensional empilhado que as novas possibilidades foram criadas.

p Os pesquisadores usaram um material TMDC bem conhecido - dissulfeto de tungstênio - mas de uma maneira nova. Ao criar uma pequena caixa de ressonância - muito parecida com a caixa de som de uma guitarra - eles foram capazes de fazer a luz e a matéria interagirem dentro dela. A caixa de ressonância garante que a luz seja capturada e rebatida em um certo "tom" dentro do material, garantindo assim que a energia da luz pode ser transferida com eficiência para os elétrons do material TMDC e vice-versa. Pode-se dizer que a energia da luz oscila entre os dois estados - ondas de luz e matéria - enquanto é capturada e amplificada dentro da caixa. Os pesquisadores conseguiram combinar luz e matéria de forma extremamente eficiente em uma única partícula com um diâmetro de apenas 100 nanômetros, ou 0,00001 centímetros.

p Esta solução tudo-em-um é um avanço inesperado na pesquisa fundamental, mas também pode contribuir para soluções mais compactas e econômicas em fotônica aplicada.

p "Conseguimos demonstrar que materiais atomicamente finos empilhados podem ser nanoestruturados em minúsculos ressonadores ópticos, que é de grande interesse para aplicações fotônicas. Por ser uma nova maneira de usar o material, estamos chamando isso de 'nanofotônica TMDC'. Tenho certeza de que este campo de pesquisa tem um futuro brilhante, "diz Timur Shegai, professor associado do Departamento de Física da Chalmers e um dos autores do artigo.