Wednesday, March 04, 2015

Nanoestructuras Plasmónicas utilizan ondas de luz en lugar de electricidad.

¿Y si un día, su ordenador, TV o smartphone  procesaran datos con las ondas de luz en lugar de una corriente eléctrica? Esto causaría que los dispositivos trabajara más rápido, de manera más barata y que, además, tuvieran un menor consumo de electricidad y energía. Eso es sólo una de las posibilidades que podría, algún día, dar como resultado de una colaboración internacional de investigación que está estudiando la manera de mejorar el rendimiento de los dispositivos plasmónicos. La investigación liderado por Masoud Kaveh-Baghbadorani, estudiante de doctorado en la universidad del departamento de Física de Cincinnati, se presentará el 5 de marzo, en la Reunión Sociedad Física Americana en San Antonio, Texas.

Se está investigando la manipulación de la luz en nanoestructuras plasmónicas utilizando el desfasamiento y dinámica poblacional del electron-hole-pairs en los recubrimientos de metal, nanocables y semiconductores. La técnica consiste en minimizar la pérdida de energía y producción de calor. La investigación se centra en orientar la luz a través de películas metálicas de nanómetros de espesor para propagar la luz con ondas de plasmones, una oscilación de electrones acumulativos.

Plasmonics es un campo de investigación emergente, pero tiene sus limitaciones debido a las pérdidas de alta resistividad en las películas de metal. Kaveh-Baghbadorani ha estado explorando el desarrollo de metales / nanocables, semiconductores orgánicos híbridos que funcionan como una bomba de energía para compensar las pérdidas de energía en el recubrimiento metálico.
"Hemos tratado esto con una aleación de plata, ahora estamos tratando de oro. El objetivo es comprender mejor y tratar de modelar cómo la energía es transferida de los nanocables semiconductores en el metal. Hay muchas variables diferentes para comprender mejor esta transferencia de energía o acoplamiento de energía ", explica Kaveh-Baghbadorani. "Estamos trabajando en mejorar el acoplamiento entre los nanocables semiconductores y el revestimiento de metal."
Además de utilizar un metal diferente, los investigadores también están utilizando una alineación vertical de las estructuras de nanocables. También desarrollaron un método para rodear completamente los nanocables con capas de películas de oro 10 nanómetros de espesor. Un material orgánico insertado funciona como una capa de separación para controlar la transferencia de energía desde el nanocable en el metal.
"Los resultados de metal en las pérdidas de alta resistividad," explica el co-investigador Hans Peter-Wagner, profesor de física de la Universidad de California y asesor de Kaveh-Baghbadorani. "Queremos superar estas pérdidas de energía de bombeo de excitones nanocables, o excitaciones electrónicas, en el metal. Esta es la razón por la que hacemos esta investigación."
La investigación también está explorando el efecto del uso de diferentes espesores de capa espaciador orgánicos en el acoplamiento de energía.
"Cuando utilizamos diferentes materiales orgánicos en la estructura plasmónica, podemos extender la vida útil de los portadores de carga de excitación, por lo que pueden recorrer grandes  distancias dentro de la estructura antes de que sean capturados por el metal", dice Kaveh-Baghbadorani. "Al cambiar el espesor del espaciador orgánico, podemos controlar el proceso de transferencia de energía."
Las futuras aplicaciones podrían incluir mayor velocidad  y un mejor rendimiento de las computadoras y otros dispositivos electrónicos inteligentes, células solares o incluso llevar a una lente súper que se traduce en una mejora de la actual generación de microscopios. "Estamos lejos de llegar al final de aplicaciones potenciales para esta investigación y pensando constantemente en nuevos usos. El campo de investigación es muy rico, no hay final a la vista", dice Wagner.

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The "Silver Song"

Este video es obra creativa de Armando Isaac, para el curso de Química Inorgánica I.