Los investigadores han encontrado un método para ajustar reversiblemente el color de la radiación de las fuentes de luz nanométricas. Previamente, el color de la radiación solo se puede especificar durante la síntesis de nanopartículas, pero ahora se puede cambiar después de la síntesis. La estabilidad y las resonancias electromagnéticas de las partículas se retienen durante este ajuste. Esto los hace prometedores para chips ópticos, LED y dispositivos optoelectrónicos. Los resultados se publican en Nano letras .

La resonancia es la coincidencia entre las frecuencias de dos oscilaciones aumentando su intensidad. Hace medio siglo, el físico teórico italiano Hugo Fano describió un tipo especial de resonancia con un perfil asimétrico que surge de la interferencia de dos procesos ondulatorios. Desde entonces, La resonancia Fano se ha utilizado activamente en fotónica, por ejemplo, para crear interruptores ópticos rápidos, que son elementos de circuitos integrados fotónicos. La reducción de estos conmutadores a nanoescala aumentará drásticamente el rendimiento de los chips fotónicos al integrar una gran cantidad de elementos en un dispositivo.

Investigadores de la Universidad ITMO, junto con colegas de Suecia, Australia, Estados Unidos y Lituania, descubrieron la resonancia Fano en nanopartículas de perovskita y obtuvieron el control sobre el espectro de resonancia de una serie de nanopartículas inorgánicas. Para hacer esto, propusieron un nuevo método para ajustar la radiación de nanopartículas. En lugar de sintetizar varios tipos de partículas, propusieron cambiar la composición de una partícula lista mediante un tratamiento químico especial. Como este ajuste es reversible, se puede repetir muchas veces sin cambiar la estabilidad de las partículas y la intensidad de su radiación.

"Realizamos experimentos con nanopartículas de perovskita organo-inorgánicas individuales, así como con una matriz desordenada de nanopartículas completamente inorgánicas dispersas en la matriz polimérica. Logramos registrar resonancias de Fano en ambos casos, pero la sintonía reversible sólo era posible para partículas inorgánicas. Incluyen aniones de bromo, y durante el ajuste, cambiamos reversiblemente los átomos de bromo a los átomos de cloro. Esto hace posible cambiar el espectro de emisión de partículas en el rango de 420-520 nm. Las nanopartículas organo-inorgánicas demostraron ser inadecuadas para un ajuste similar de las propiedades fotofísicas debido a la presencia de cationes orgánicos en su estructura. "dice Anatoly Pushkarev, investigador asociado en el Laboratorio de Nanofotónica y Optoelectrónica Híbrida de la Universidad ITMO.

Según los investigadores, el método propuesto para sintonizar el espectro de emisión de nano antenas de perovskita es universal. Puede aplicarse a otras nanoestructuras inorgánicas basadas en haluros de plomo. Por lo tanto, es posible obtener dispositivos optoelectrónicos complejos en un chip con la mínima cantidad de nanopartículas. Estos dispositivos en miniatura pueden servir para la transmisión y el procesamiento de datos, así como para la detección.

“Los resultados que obtuvimos son prometedores no solo para la creación de circuitos integrados fotónicos. Se puede utilizar la reconstrucción del espectro de emisión de la matriz de nanopartículas y el cambio en la posición de la resonancia Fano en su espectro de absorción óptica, por ejemplo, para determinar la concentración de vapor de haluro de hidrógeno (HCl, HBr, HI) en el medio, "dice Ekaterina Tiguntseva, estudiante de posgrado de la Facultad de Física y Tecnología de la Universidad ITMO.