Se trata de nuevas fuentes de luz creadas sobre la base de nanopartículas de perovskita de varios cientos de nanómetros de tamaño.
Los resultados del estudio están publicados en Nano Letters, una de las principales revistas del campo de la nanofotónica.
La nanoantena es un dispositivo en miniatura diseñado para emitir o recibir ondas de radio y con unas dimensiones que no exceden los varios cientos de micras. Si imaginamos un dispositivo en miniatura que combina una fuente de luz y un receptor de radio, se abre la posibilidad de múltiples aplicaciones.
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Hoy mismo se están creando pantallas de alta resolución, los científicos estudian los procesos que tienen lugar en las células vivas a nivel molecular y transmiten información en redes ópticas.
Los investigadores de la universidad IFMO hallaron una forma de combinar una nanoantena y una fuente de luz en una nanopartícula capaz de generar, amplificar y dirigir la luz. "Hemos logrado crear estas nanoantenas gracias a las particularidades del material, la perovskita", explica la autora principal del artículo, Ekaterina Tigúntseva.
"Se nos ocurrió cómo obtener de él nanoantenas de una forma relativamente sencilla y económica. Primero sintetizamos una película de perovskita, y luego 'imprimimos' nanopartículas a partir de ésta por método de ablación láser. En otras palabras, usando por separado pulsos de láser transferimos, por así decirlo, partículas del material desde la superficie de la película a otro soporte".
Durante el estudio de las nanopartículas de perovskita obtenidas, los científicos descubrieron que su radiación aumenta si el espectro de radiación coincide con las llamadas resonancias Mie que se producen al interactuar la luz con objetos esféricos más pequeños que la longitud de onda. "Representan un particular interés en las nanopartículas dieléctricas y semiconductoras", aclara Gueorgui Zograf, del Laboratorio de Nanofotónica Híbrida y Optoelectrónica de la Universidad IFMO.
"Las perovskitas utilizadas en nuestro trabajo también son semiconductoras. Su eficiencia de luminiscencia supera significativamente la de muchos materiales. Al mismo tiempo, no requieren condiciones especiales de baja temperatura gracias a la excitación eficiente de los excitones, cuasipartículas cuya excitación electrónica en el semiconductor no está relacionada con la transferencia de la carga eléctrica y la masa. Nuestro principal mérito es que hemos combinado los excitones con las resonancias Mie obteniendo fuentes de luz con la eficiencia máxima a temperatura ambiente", prosigue Zograf.
Además, el espectro de radiación de las nanopartículas puede modificarse variando los aniones, es decir, los iones con carga negativa que componen el material. De esta forma, la estructura del material sigue siendo la misma, solo que se utiliza otro componente durante la síntesis de la película de perovskita.
Actualmente, los científicos del Laboratorio de Nanofotónica Híbrida y Optoelectrónica continúan estudiando las nanopartículas de perovskita con el uso de otros componentes. Además, en el laboratorio se están desarrollando nuevas versiones de nanoestructuras a base de perovskita para perfeccionar los instrumentos ópticos ultracompactos y dispositivos de transmisión de datos.
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El Laboratorio de Nanofotónica Híbrida y Optoelectrónica forma parte del Centro Científico Internacional de Nanofotónica y Metamateriales dependiente de la megafacultad de Fotónica creada en la Universidad IFMO en el marco del Proyecto 5-100.
El laboratorio tiene al frente a Serguéi Makarov, que a sus 29 años ha trabajado ya en varios centros internacionales, como la Universidad Técnica de Viena, la Universidad de Texas, en Dallas (EEUU) o la Universidad Nacional de Australia.