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Nanohilos semiconductores para controlar la emisión de luz a escala nanométrica

Al igual que las antenas se usan para gestionar la emisión de ondas de radio y microondas en las telecomunicaciones, se pueden emplear también nanoantenas semiconductoras para controlar las emisiones de luz. Así lo demuestra el método que han desarrollado investigadores del Instituto de Estructura de la Materia del CSIC y centros de investigación holandeses, que abre la vía al diseño de nuevos dispositivos ópticos.

Medidas para dos nanohilos de distinto grosor, mostrando emisión focalizada (despolarizada) y anular (polarizada). / Dick van Dam (AMOLF)

Investigadores del Instituto de Física Atómica y Molecular en Amsterdam, de los Laboratorios de Philips en Eindhoven (ambos en Holanda) y del Instituto de Estructura de la Materia del CSIC en Madrid han desarrollado un método para controlar la emisión de luz a través de nanoantenas semiconductoras.

Gracias a la denominada 'microscopía de Fourier', que permite medir la emisión de luz en función de la posición del observador, se ha podido estudiar los procesos de fotoemisión en nanohilos semiconductores, uno de los sistemas más utilizados en el estudio de las interacciones luz-materia a escala nanométrica.

El control de la emisión de luz es esencial para desarrollar fuentes de luz nanométricas más eficientes

El control de la emisión de luz es esencial para desarrollar fuentes de luz nanométricas más eficientes. Hasta ahora, dicho control se realiza con elementos ópticos externos que generan numerosas pérdidas y disminuyen sensiblemente la eficiencia del emisor. El uso de fuentes de luz intrínsecamente direccionales y polarizadas elimina la presencia de estos elementos externos, lo que supone un paso importante para el diseño de nanodispositivos altamente eficientes como potenciales fuentes luminosas.

Es este trabajo se muestra que del mismo modo que se usan a diario antenas metálicas para controlar la emisión de las ondas de radio y microondas en el ámbito de las telecomunicaciones, se pueden emplear antenas semiconductoras para controlar las características de la emisión de luz. No obstante, la elevada frecuencia de las ondas luminosas obliga a fabricar elementos de tamaño nanométrico para obtener un control preciso de la emisión, acuñando el término 'nanoantenas'.

Las medidas experimentales de fotoluminiscencia, obtenidas mediante microscopía de Fourier, sobre nanohilos semicoductores, determinan las características de la emisión y permiten controlar su direccionalidad y polarización, en función del diámetro del nanohilo.

Este trabajo ha sido publicado en la revista Nano Letters, y abre la puerta a nuevas posibilidades en el diseño de nanodispositivos emisores de luz para LEDs, nanoláseres, emisores de un solo fotón y, en general, para cualquier dispositivo óptico basado en nanohilos semiconductores.

Referencia bibliográfica:

Dick van Dam, Diego R. Abujetas, Ramón Paniagua-Domínguez, José A. Sánchez-Gil, Erik P. A. M. Bakkers, Jos E. M. Haverkort, and Jaime Gómez Rivas, "Directional and Polarized Emission from Nanowire Arrays", Nano Lett., ASAP, (2015) http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.5b01135

Fuente: IEM-CSIC
Derechos: Creative Commons
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