Un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Columbia ha desarrollado una plataforma única para programar un cristal en capas, produciendo capacidades de imágenes más allá de los límites comunes bajo demanda.

El descubrimiento es un paso importante hacia el control de la nano luz, que es luz que puede acceder a las escalas de longitud más pequeñas imaginables. El trabajo también proporciona información para el campo del procesamiento óptico de información cuántica, que tiene como objetivo resolver problemas difíciles en informática y comunicaciones.

"Pudimos utilizar microscopía ultrarrápida a nanoescala para descubrir una nueva forma de controlar nuestros cristales con luz, activar y desactivar propiedades fotónicas esquivas a voluntad, "dijo Aaron Sternbach, investigador postdoctoral en Columbia que es el investigador principal del estudio. "Los efectos son de corta duración, solo dura una billonésima de segundo, sin embargo, ahora podemos observar estos fenómenos con claridad ".

La investigación aparece el 4 de febrero en la revista Ciencias .

La naturaleza establece un límite sobre la precisión con la que se puede enfocar la luz. Incluso en microscopios, dos objetos diferentes que están más cerca de este límite parecerían ser uno. Pero dentro de una clase especial de materiales cristalinos en capas, conocidos como cristales de van de Waals, estas reglas pueden, algunas veces, estar quebrado. En estos casos especiales, la luz se puede confinar sin ningún límite en estos materiales, haciendo posible ver con claridad incluso los objetos más pequeños.

En sus experimentos, los investigadores de Columbia estudiaron el cristal de van der Waals llamado diselenuro de tungsteno, que es de gran interés por su potencial integración en tecnologías electrónicas y fotónicas debido a su estructura única y fuertes interacciones con la luz.

Cuando los científicos iluminaron el cristal con un pulso de luz, pudieron cambiar la estructura electrónica del cristal. La nueva estructura, creado por el evento de conmutación óptica, permitió que ocurriera algo muy poco común:detalles superfinos, en la nanoescala, podría ser transportado a través del cristal y reflejado en su superficie.

El informe demuestra un nuevo método para controlar el flujo de luz de nanoluz. Manipulación óptica a nanoescala, o nanofotónica, se ha convertido en un área de interés fundamental a medida que los investigadores buscan formas de satisfacer la creciente demanda de tecnologías que van mucho más allá de lo que es posible con la fotónica y la electrónica convencionales.

Dmitri Basov, Profesor Higgins de física en la Universidad de Columbia, y autor principal del artículo, cree que los hallazgos del equipo generarán nuevas áreas de investigación en materia cuántica.

"Los pulsos de láser nos permitieron crear un nuevo estado electrónico en este semiconductor prototípico, aunque solo sea por unos pocos pico-segundos, ", dijo." Este descubrimiento nos encamina hacia fases cuánticas ópticamente programables en nuevos materiales. "