Investigadores del Grupo de Investigación Interdisciplinaria (IRG) de Sistemas Electrónicos de Baja Energía (LEES) en la Alianza de Investigación y Tecnología de Singapur-MIT (SMART), La empresa de investigación del MIT en Singapur junto con el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y la Universidad Nacional de Singapur (NUS), han descubierto una nueva forma de controlar la emisión de luz de los materiales.

El control de las propiedades de los materiales ha sido la fuerza impulsora detrás de la mayoría de las tecnologías modernas, desde paneles solares, ordenadores, vehículos inteligentes o equipos hospitalarios que salvan vidas. Pero las propiedades de los materiales se han ajustado tradicionalmente en función de su composición, estructura, y a veces tamaño, y la mayoría de los dispositivos prácticos que producen o generan luz usan capas de materiales de diferentes composiciones que a menudo pueden ser difíciles de cultivar.

El avance de los investigadores de SMART y sus colaboradores ofrece un nuevo enfoque de cambio de paradigma para ajustar las propiedades ópticas de los materiales tecnológicamente relevantes al cambiar el ángulo de torsión entre las películas apiladas. a temperatura ambiente. Sus hallazgos podrían tener un gran impacto en diversas aplicaciones en el ámbito médico, biológico, y campos de información cuántica. El equipo explica su investigación en un artículo titulado "Propiedades ópticas sintonizables de películas delgadas controladas por el ángulo de giro de la interfaz" publicado recientemente en la prestigiosa revista Nano letras .

"Recientemente se han descubierto varios fenómenos físicos nuevos, como la superconductividad no convencional, al apilar capas individuales de materiales atómicamente delgados una encima de la otra en un ángulo de torsión, lo que da como resultado la formación de lo que llamamos superredes muaré, "dice el autor correspondiente del artículo, Profesora Silvija Gradecak del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de NUS e Investigadora Principal de SMART LEES. "Los métodos existentes se centran en apilar solo monocapas individuales delgadas de película, lo que es laborioso, mientras que nuestro descubrimiento también sería aplicable a películas gruesas, haciendo que el proceso de descubrimiento de materiales sea mucho más eficiente ".

Su investigación también puede ser significativa para desarrollar la física fundamental en el campo de la "twistronics", el estudio de cómo el ángulo entre capas de materiales bidimensionales puede cambiar sus propiedades eléctricas. El profesor Gradecak señala que el campo se ha centrado hasta ahora en apilar monocapas individuales, que requiere una exfoliación cuidadosa y puede sufrir relajación de un estado retorcido, limitando así sus aplicaciones prácticas. El descubrimiento del equipo podría hacer que este innovador fenómeno relacionado con la torsión también sea aplicable a los sistemas de película gruesa, que son fáciles de manipular y relevantes industrialmente.

"Nuestros experimentos demostraron que los mismos fenómenos que conducen a la formación de superredes muaré en sistemas bidimensionales pueden traducirse para sintonizar las propiedades ópticas de los sistemas tridimensionales, nitruro de boro hexagonal a granel (hBN) incluso a temperatura ambiente, "dijo Hae Yeon Lee, el autor principal del artículo y un doctorado en ciencia e ingeniería de materiales. candidato en el MIT. "Descubrimos que tanto la intensidad como el color de apilados, Las películas gruesas de hBN pueden ajustarse continuamente por sus ángulos de torsión relativos y su intensidad aumentada en más de 40 veces ".

Los resultados de la investigación abren una nueva forma de controlar las propiedades ópticas de las películas delgadas más allá de las estructuras utilizadas convencionalmente, especialmente para aplicaciones en medicina. tecnologías ambientales o de la información.