Un equipo internacional, en el que participa DIPC, demuestra el guiado de luz en la nanoescala

SAN SEBASTIÁN 28 Jun. (EUROPA PRESS) -

Un equipo internacional de investigadores e investigadoras, liderado por el Grupo de Nano-óptica Cuántica de la Universidad de Oviedo y el Centro de Investigación de Nanomateriales y Nanotecnología (CINN-CSIC), junto con el Grupo de Nanofotónica 2D del Donostia International Physics Center (DIPC), ha demostrado la posibilidad de reconfigurar y canalizar la luz en la nanoescala a lo largo de cualquier dirección y bajo demanda.

En el centro de este hallazgo, publicado en la revista científica Nature Materials, se encuentran los conocidos como materiales bidimensionales (2D), "una familia de materiales excepcionalmente finos, de unos pocos átomos de espesor, y que son tremendamente interesantes ya que exhiben propiedades únicas en comparación con materiales de espesores muchos mayores", han explicado desde el DIPC.

Por ejemplo, pueden poseer "una resistencia muy alta, gran flexibilidad y una conductividad eléctrica y térmica elevada", lo que les permite conducir eficientemente tanto la electricidad como el calor. Además, estas láminas se pueden apilar en estructuras compuestas por diferentes materiales que combinando sus propiedades posibilitan la fabricación de "heteroestructuras multifuncionales".

En particular, en el año 2020, cuatro estudios simultáneos de grupos de investigación internacionales, entre los que se encuentra el grupo de Nano-óptica Cuántica de la Universidad de Oviedo, "revolucionaron la manipulación de la luz en la nanoescala (nanoluz) al combinar diferentes capas de dichos materiales 2D", han recordado desde el centro vasco.

Estos grupos encontraron que no sólo es posible cambiar algunas propiedades de la propagación de la nanoluz superponiendo diferentes capas, sino que "la alineación y orientación precisa entre las mismas también desempeñan un papel crucial". Así, superponiendo dos láminas extremadamente finas del material utilizado en sus experimentos, el trióxido de molibdeno (MoO 3), y girando una de ellas un ángulo específico respecto de la otra, conocido como 'ángulo mágico', estos investigadores observaron que la nanoluz se propaga en una única dirección.

"GUÍA NATURAL"

"Intuitivamente, esto se puede visualizar como un cable o guía natural para la luz en la nanoescala", comenta Jiahua Duan, autor principal de uno de los cuatro estudios realizados en 2020 e investigador de la Universidad de Oviedo. Estos experimentos innovadores sentaron las bases para un nuevo campo de investigación denominado 'twistóptica', donde el objetivo principal es guiar y manipular la luz en la escala nanométrica superponiendo capas de materiales bidimensionales, pero con un cierto ángulo de giro entre ellas.

Ahora, un equipo internacional de investigadores, liderado por el Grupo de Nano-óptica Cuántica de la Universidad de Oviedo y el Centro de Investigación de Nanomateriales y Nanotecnología (CINN-CSIC), junto con el Grupo de Nanofotónica 2D del Donostia International Physics Center (DIPC), ha dado un "paso significativo" en el campo de la 'twistóptica'.

En sus experimentos, los científicos utilizaron tres capas superpuestas de MoO 3 y cambiaron repetidamente los ángulos entre ellas, reensamblando así las tricapas resultantes.

"Al excitar la luz utilizando una antena de tamaño nanométrico, consiguieron controlar su propagación en la nanoescala bajo demanda. Mientras que en bicapas rotadas existe un sólo ángulo que permite canalizar la luz a lo largo de una dirección, las tricapas exhiben múltiples ángulos 'mágicos' que permiten canalizar la luz a voluntad a lo largo de cualquier dirección", han explicado.