Más de 120 años después del descubrimiento del carácter electromagnético de las ondas de radio por Heinrich Hertz, la transmisión inalámbrica de datos domina la tecnología de la información. Se aplican frecuencias de radio cada vez más altas para transmitir más datos en períodos de tiempo más cortos. Hace algunos años, Los científicos descubrieron que las ondas de luz también podrían usarse para la transmisión de radio. Hasta aquí, sin embargo, la fabricación de antenas pequeñas ha supuesto un gasto enorme. Los científicos alemanes han logrado por primera vez fabricar de forma específica y reproducible las nanoantenas ópticas más pequeñas a partir de oro.

En 1887, Heinrich Hertz descubrió las ondas electromagnéticas en el antiguo Colegio Técnico de Karlsruhe, el predecesor de Univer-sität Karlsruhe (TH). La generación específica y dirigida de radiación electromagnética permite la transmisión de información desde un lugar A a una ubicación remota B. El componente clave en esta transmisión es una antena dipolo en el lado de transmisión y en el lado de recepción.

Hoy dia, esta tecnología se aplica en muchas áreas de la vida cotidiana, por ejemplo, en la radiocomunicación móvil o en la recepción por satélite de programas de radiodifusión. La comunicación entre el transmisor y el receptor alcanza la máxima eficiencia, si la longitud total de las antenas dipolo corresponde aproximadamente a la mitad de la longitud de onda de la onda electromagnética.

Transmisión de radio por ondas de luz electromagnéticas de alta frecuencia en el rango de frecuencia de varios 100, 000 gigahercios (500, 000 GHz corresponden a la luz amarilla de 600 nm de longitud de onda) requiere antenas diminutas que no superen la mitad de la longitud de onda de la luz, es decir, 350 nm como máximo. La fabricación controlada de tales antenas de transmisión óptica a nanoescala ha sido hasta ahora un gran desafío en todo el mundo. debido a que estas pequeñas estructuras no se pueden producir fácilmente mediante métodos de exposición óptica por razones físicas, es decir, debido al carácter ondulatorio de la luz.

Para alcanzar la precisión requerida para la fabricación de antenas de oro menores a 100 nm, los científicos que trabajan en el grupo DFG-Heisenberg "Ciencia a nanoescala" del KIT Light Tech-nology Institute (LTI) utilizaron un proceso de haz de electrones, la llamada litografía por haz de electrones. Los resultados se publicaron recientemente en el Nanotecnología diario ( Nanotecnología 20 (2009) 425203).

Estas antenas de oro actúan físicamente como antenas de radio. Sin embargo, estos últimos son 10 millones de veces más grandes, tienen una longitud de aproximadamente 1 m. Por eso, la frecuencia recibida por nanoantenas es 1 millón de veces mayor que la frecuencia de radio, es decir, varios 100, 000 GHz en lugar de 100 MHz.

Estas nanoantenas transmitirán información a velocidades de datos extremadamente altas, porque la alta frecuencia de las ondas permite una modulación extremadamente rápida de la señal. Para el futuro de la transmisión inalámbrica de datos, esto significa aceleración por un factor de 10, 000 con un consumo energético reducido. Por eso, Las nanoantenas se consideran una de las principales bases de las nuevas redes ópticas de datos de alta velocidad. El efecto secundario positivo:la luz en el rango de 1000 a 400 nm no es peligrosa para el hombre, animales y plantas.

En el futuro, Las nanoantenas de Karlsruhe no solo se pueden utilizar para la transmisión de información, sino también como herramientas para la microscopía óptica:"Con la ayuda de estos pequeños nanoemisores de luz, podemos estudiar biomoléculas individuales, que no se ha establecido hasta el momento ", dice el Dr. Hans-Jürgen Eisler, quien dirige el grupo DFG Heisenberg en el Light Technology Institute. Es más, las nanoantenas pueden servir como herramientas para caracterizar nanoestructuras a partir de semiconductores, estructuras de sensores, y circuitos integrados. La razón es la captura eficiente de luz por nanoantenas. Después de eso, se convierten en emisores de luz y emiten cuantos de luz (fotones).

Los científicos de LTI también están trabajando actualmente en la captura específica y eficiente de la luz visible por medio de estas antenas y en enfocar esta luz en unos 10 nm, siendo el objetivo, p. ej. la optimización de módulos fotovoltaicos.

Fuente:Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemanes (noticias:web)