Los investigadores de la Universidad de Florida Central han desarrollado una nueva y mejor forma de detectar interacciones entre la luz y la materia a nivel atómico. un descubrimiento que podría conducir a avances en el campo emergente de materiales bidimensionales y nuevas formas de controlar la luz.

Los científicos suelen utilizar herramientas de espectrometría para estudiar la forma en que la luz interactúa con un gas, líquido o sólido. Ese método se describe como "inelástico, "lo que significa que la energía de la luz se ve alterada por su contacto con la materia.

Un equipo dirigido por el profesor Aristide Dogariu del CREOL de la UCF, La Facultad de Óptica y Fotónica, ha sido pionero en una forma de detectar dicha interacción en una sola capa de átomos, una tarea extremadamente difícil debido al diminuto tamaño del átomo, utilizando un método que es "elástico". Eso significa que la energía de la luz permanece sin cambios.

"Nuestro experimento establece que, incluso a niveles atómicos, una medición basada en la óptica estadística tiene capacidades prácticas incomparables con los enfoques convencionales, "Dijo Dogariu.

Como se informó este mes en Optica , la revista académica de The Optical Society, es la primera demostración de una dispersión elástica, experimento de campo cercano realizado en una sola capa de átomos.

Los investigadores demuestran este fenómeno novedoso y fundamental utilizando grafeno, un bidimensional, material cristalino. Su técnica implicó la iluminación aleatoria de la monocapa atómica desde todas las direcciones posibles y luego analizar cómo las propiedades estadísticas de la luz de entrada se ven influenciadas por defectos minúsculos en la capa atómica.

El método proporcionó a los científicos no solo una forma simple y sólida de evaluar las propiedades estructurales de los materiales 2D, sino también nuevos medios para controlar las propiedades complejas de la radiación óptica a escalas de sublongitud de onda.

El hallazgo del equipo de que su método es superior a los convencionales es de gran interés para la comunidad física. Más allá de eso, podría dar lugar a otros avances.

El grafeno y otros materiales bidimensionales tienen propiedades que los investigadores están tratando de aprovechar para su uso en pantallas de visualización. baterías condensadores, células solares y más. Pero su eficacia puede verse limitada por las impurezas y encontrar esos defectos requiere técnicas de microscopía sofisticadas que a veces no son prácticas. La investigación de Dogariu ha proporcionado una forma más eficaz de descubrir esos defectos, una técnica potencialmente valiosa para la industria.

El hallazgo de que una sola capa de átomos modifica las propiedades de la luz y otras radiaciones electromagnéticas tiene implicaciones para controlar la luz a escalas de sublongitud de onda en dispositivos fotónicos como los LED y las células fotovoltaicas.