p Físicos da Universidade de Würzburg converteram sinais elétricos em fótons e os irradiaram em direções específicas usando uma antena óptica de baixa pegada que tem apenas 800 nanômetros de tamanho. p Antenas direcionais convertem sinais elétricos em ondas de rádio e os emitem em uma determinada direção, permitindo maior desempenho e interferência reduzida. Este princípio, que é útil na tecnologia de ondas de rádio, também pode ser interessante para fontes de luz miniaturizadas. Afinal, quase todas as comunicações baseadas na Internet utilizam comunicação de luz óptica. Antenas direcionais para luz podem ser usadas para trocar dados entre diferentes núcleos de processadores com pouca perda e na velocidade da luz. Para permitir que as antenas operem com os comprimentos de onda muito curtos da luz visível, essas antenas direcionais devem ser reduzidas à escala nanométrica.

p Os físicos de Würzburg agora lançaram as bases para esta tecnologia em uma publicação pioneira:Na revista " Nature Communications ", eles descrevem pela primeira vez como gerar luz infravermelha direcionada usando uma antena Yagi-Uda eletricamente acionada feita de ouro. A antena foi desenvolvida pelo grupo de trabalho de nano-óptica do Professor Bert Hecht, que detém a cadeira de Física Experimental 5 na Universidade de Würzburg. O nome "Yagi-Uda" é derivado de dois pesquisadores japoneses, Hidetsugu Yagi e Shintaro Uda, que inventou a antena na década de 1920.

p Aplicando as leis da tecnologia de antena óptica

p Qual é a aparência de uma antena Yagi-Uda para luz? "Basicamente, funciona da mesma forma que seus irmãos mais velhos para ondas de rádio, "explica o Dr. René Kullock, um membro da equipe de nano-óptica. É aplicada uma tensão CA que faz com que os elétrons do metal vibrem e as antenas irradiem ondas eletromagnéticas como resultado. "No caso de uma antena Yagi-Uda, Contudo, isso não ocorre uniformemente em todas as direções, mas através da sobreposição seletiva das ondas irradiadas usando elementos especiais, os chamados refletores e diretores, "diz Kullock." Isso resulta em interferência construtiva em uma direção e interferência destrutiva em todas as outras direções. " tal antena só seria capaz de receber luz vinda da mesma direção quando operada como um receptor.

p Aplicar as leis da tecnologia de antenas a antenas em escala nanométrica que irradiam luz é tecnicamente desafiador. Algum tempo atrás, os físicos de Würzburg já conseguiram demonstrar que o princípio de uma antena de luz acionada eletricamente funciona. Mas, para fazer uma antena Yagi-Uda relativamente complexa, eles tiveram que apresentar algumas novas idéias. No fim, eles tiveram sucesso graças a uma técnica de produção sofisticada:"Bombardeamos ouro com íons de gálio, o que nos permitiu cortar a forma da antena com todos os refletores e diretores, bem como os fios de conexão necessários de cristais de ouro de alta pureza com grande precisão, "explica Bert Hecht.

p Em uma próxima etapa, os físicos posicionaram uma nanopartícula de ouro no elemento ativo de modo que ela toque um fio do elemento ativo, mantendo uma distância de apenas um nanômetro do outro fio. "Esta lacuna é tão estreita que os elétrons podem cruzá-la quando a voltagem é aplicada usando um processo conhecido como tunelamento quântico, "explica Kullock. Esse movimento de carga gera vibrações com frequências ópticas na antena que são emitidas em uma direção específica graças ao arranjo especial dos refletores e diretores.

p Precisão dependente do número de diretores

p Os pesquisadores de Würzburg estão fascinados com a propriedade incomum de sua nova antena, que irradia luz em uma direção específica, embora seja muito pequena. Como em suas "contrapartes maiores, "as antenas de ondas de rádio, a precisão direcional da emissão de luz da nova antena óptica é determinada pelo número de elementos da antena. "Isso nos permitiu construir a menor fonte de luz elétrica do mundo até hoje, capaz de emitir luz em uma direção específica, "Detalhes de Hecht.

p Contudo, muito trabalho ainda precisa ser feito antes que a nova invenção esteja pronta para ser usada na prática. Em primeiro lugar, os físicos têm que trabalhar na contraparte que recebe os sinais de luz. Em segundo lugar, eles têm que aumentar a eficiência e estabilidade.