Un equipo internacional de investigadores ha demostrado una forma de transportar energía luminosa altamente confinada a largas distancias utilizando redes extendidas de nanopartículas de oro parcialmente fusionadas. Esta demostración plantea la posibilidad de nuevas opciones para el procesamiento de información al realizar una guía de luz extremadamente miniaturizada y puede conducir a avances en sensores y sistemas de telecomunicaciones.

"Nuestro enfoque tiene toda la versatilidad que ofrece la química que involucra coloides y podría usarse para fabricar redes ópticas miniaturizadas, "explica Michel Bosman del Instituto A * STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales en Singapur.

La luz viaja rápidamente lo que lo convierte en un medio muy atractivo para transmitir información. En la actualidad, Las fibras ópticas se utilizan para transportar señales ópticas a largas distancias. pero son inadecuados en escalas pequeñas ya que sus dimensiones no pueden reducirse mucho por debajo de la longitud de onda de la luz. Un enfoque prometedor es utilizar oscilaciones de electrones inducidas por la luz (conocidas como plasmones de superficie) en nanopartículas, pero hasta ahora no había sido posible acoplar plasmones entre un gran número de nanopartículas en contacto.

Bosman, junto con colaboradores en CEMES en Francia y en Bristol en Reino Unido, ideó una forma de propagar plasmones de superficie a través de largas cadenas de nanopartículas de oro. Esto les permitió miniaturizar el transporte de luz altamente confinada a distancias que son lo suficientemente largas como para ser útiles para circuitos ópticos.

Los investigadores sintetizaron nanopartículas de oro que tenían 12 nanómetros de diámetro y las autoensamblaron en redes agregando el compuesto mercaptoetanol. Luego 'soldaron' las nanopartículas juntas irradiéndolas con un haz de electrones de alta energía.

El equipo investigó las propiedades de propagación de la luz de las redes utilizando una técnica conocida como espectroscopia de pérdida de energía de electrones. Estas mediciones demostraron que las redes forman vías a lo largo de las cuales la energía luminosa puede viajar como plasmones de superficie (ver imagen).

Los resultados fueron mucho más claros de lo que esperaban los investigadores. “Nos sorprendió ver que los plasmones de la superficie no se debilitaron mucho por los límites de grano que existen entre las nanopartículas vecinas, "dice Bosman." Nuestras redes contienen cientos de fronteras de grano, y, sin embargo, los plasmones de la superficie oscilarían a través de ellos casi sin obstáculos ".

En el futuro, el equipo espera producir redes de diseñadores utilizando sus nanopartículas. "En la actualidad, no podemos controlar el diseño de nuestras redes de nanopartículas en detalle, ", dice Bosman." Tenemos la intención de combinar nuestra técnica con la litografía para obtener un control total sobre su longitud y forma y diseñar redes ópticas hechas con nanopartículas coloidales como bloques de construcción ".