La transmisión de datos ópticos permite que la información se transmita en forma de luz a través de guías de ondas ópticas en redes de fibra óptica. Los investigadores chinos han desarrollado ahora guías de ondas ópticas a microescala. Como se informó en la revista Angewandte Chemie , han hecho microrods de armazones organometálicos de lantánidos. Su particular estructura cristalina asegura una conducción de luz de bajas pérdidas y la emisión de luz polarizada.

Los lantánidos son un grupo de metales cuya estructura electrónica especial los hace atractivos para su uso en aplicaciones optoelectrónicas. Las estructuras metalorgánicas (MOF) basadas en lantánidos (Ln-MOF) ofrecen una amplia gama de posibilidades para variaciones específicas en la estructura. Los MOF son estructuras en forma de celosía hechas de "nodos" metálicos puenteados por conectores orgánicos.

Bien definido, Los Ln-MOF a microescala siguen siendo una rareza, sin embargo. Ahora, las cosas han cambiado con los nuevos Ln-MOF de micro varillas, que tienen potencial como guías de ondas a microescala. Dirigido por Dongpeng Yan y Yong Shen Zhao en la Universidad Normal de Beijing y la Academia de Ciencias de China (Beijing, Porcelana), los investigadores optaron por utilizar ácido bencentricarboxílico (BTC) como componente orgánico. Este compuesto absorbe fuertemente la luz ultravioleta y tiene niveles de energía electrónica bien combinados con los lantánidos. En un proceso de autoorganización bajo ciertas condiciones sintéticas, las moléculas de BTC y los iones de lantánidos se ensamblan en microrods cristalinos.

Dentro del cristal las moléculas de BTC funcionan como pequeñas "antenas de luz":capturan la luz y la transmiten de manera muy eficiente a los iones lantánidos en un proceso de transferencia de energía sin radiación. Los iones lantánidos emiten entonces la energía en forma de luminiscencia cuyo color varía según el lantánido utilizado. Los MOF de terbio emiten luz verde; Los MOF de europio se iluminan en rojo. El dopado de MOF de terbio con europio al 5% da como resultado una luminiscencia naranja.

Visto bajo un microscopio, las varillas irradiadas uniformemente con luz ultravioleta tienen puntos muy brillantes en ambos extremos, mientras que de lo contrario solo brillan débilmente. El espectro de la luz emitida es constante a lo largo de las varillas. Los microrods actúan así como guías de ondas ópticas de baja pérdida. También es interesante que la luz emitida en los extremos esté polarizada circularmente y distribuida uniformemente sobre la sección transversal de las varillas.

Este comportamiento es el resultado de la estructura cristalina especial de los microrods, en el que los iones de lantánidos se enrollan en una cadena helicoidal a lo largo de un eje del cristal. Las cadenas están unidas por grupos fenilo del BTC, que forman paredes impenetrables para la luz. El resultado general es una celosía tridimensional penetrada por canales cuadrados.

Con su baja pérdida de luz y alto rendimiento cuántico de fotoluminiscencia, Estas nuevas microestructuras unidimensionales podrían servir como una plataforma eficaz para el desarrollo de nuevos sistemas de guías de ondas ópticas sintonizables en color con emisiones polarizadas.