Pequeñas partículas compuestas de metales y semiconductores podrían servir como fuentes de luz en los componentes de las futuras computadoras ópticas. ya que son capaces de localizar con precisión y amplificar extremadamente la luz láser incidente. Un equipo de Alemania y Suecia dirigido por el Prof. Dr. Christoph Lienau y el Dr. Jin-Hui Zhong de la Universidad de Oldenburg ha explicado por primera vez cómo funciona este proceso. El estudio aparece en la edición actual de la revista. Comunicaciones de la naturaleza .

Para su estudio, el equipo produjo nanomateriales híbridos que combinan las propiedades ópticas de metales y semiconductores. El punto de partida del estudio fueron partículas de oro en forma de esponja con un diámetro de varios cientos de mil millonésimas de metro (nanómetros) y poros con un tamaño de alrededor de diez nanómetros. Los científicos de materiales, el Dr. Dong Wang y el Prof. Dr. Peter Schaaf de la Universidad Técnica de Ilmenau, fabricaron estas nanoesponjas y utilizaron técnicas avanzadas de nanofabricación para recubrir las esponjas e infiltrar sus diminutos poros con una capa delgada de óxido de zinc semiconductor.

Las partículas son capaces de cambiar el color de un haz de luz óptica. Por ejemplo, si se irradian con la luz de un láser rojo, pueden emitir luz láser azul, que tiene una longitud de onda más corta. El color emitido depende de las propiedades del material. "La creación de los llamados materiales ópticos no lineales con dimensiones a nanoescala es uno de los grandes desafíos en la investigación óptica actual, "Informa Lienau.

En futuras computadoras ópticas, que podría usar luz en lugar de electrones para los cálculos, tales nanopartículas podrían servir como pequeñas fuentes de luz. "Podrías llamar nanolasers a estas partículas, "agrega Zhong, quien, junto con el Dr. Jan Vogelsang de la Universidad de Lund, es el autor principal del estudio. Las posibles aplicaciones incluyen conmutadores o transistores ópticos ultrarrápidos.

Para dilucidar cómo los nanomateriales convierten la luz de un color en otro, Los miembros del equipo dirigidos por la Prof. Dra. Anne L'Huillier y el Prof. Dr. Anders Mikkelsen de la Universidad de Lund en Suecia utilizaron un método microscópico especial, Microscopía electrónica de fotoemisión ultrarrápida. Combinando destellos de luz extremadamente cortos con un microscopio electrónico, pudieron demostrar directamente que la luz se concentra de manera eficiente en los nanoporos, un requisito previo importante para su futura aplicación.

Prof. Dr. Erich Runge, un físico de la Universidad Técnica de Ilmenau, simuló las propiedades del material con modelos teóricos. Como informa el equipo, Las nanopartículas compuestas de metales y semiconductores probablemente ofrecen nuevas oportunidades para ajustar las propiedades de la luz emitida. "Nuestro estudio proporciona nuevos conocimientos fundamentales sobre cómo las nanoestructuras híbridas de semiconductores de metal amplifican la luz, "dice Zhong. Además, las observaciones podrían ayudar a desarrollar materiales con propiedades ópticas aún mejores.

El grupo de investigación "Nanoóptica ultrarrápida" de la Universidad de Oldenburg, dirigido por el Prof. Dr. Christoph Lienau, se especializa en el estudio de procesos en el nanomundo con una resolución espacial y temporal particularmente alta. Los físicos ya han logrado varios avances importantes en este campo. Solo recientemente, desarrollaron una superlente metálica hecha de oro con una resolución óptica previamente inalcanzable.