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Un estudio publicado en Luz: ciencia y aplicaciones representa un avance significativo en un momento en el que comprender y controlar la luz a nanoescala es cada vez más importante.
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Utilizando moléculas individuales como sondas, un grupo de investigadores del Instituto Langevin, ESPCI París, la Universidad PSL y el CNRS han desarrollado una técnica avanzada para cuantificar la mejora de la interacción de la luz a nanoescala. Esenciales para este estudio son las nanoantenas con brecha dieléctrica diseñadas y fabricadas en el Imperial College de Londres.
Para fabricar estas estructuras se utiliza fosfuro de galio (GaP), el cual fue elegido para estas estructuras debido a su alto índice de refracción y mínimas pérdidas ópticas. Utilizando moléculas individuales y un enfoque novedoso que modifica el nanosistema con sondas de campo cercano sin alterar la interacción de luz mejorada que permiten estas nanoantenas, este esfuerzo de colaboración logra un notable aumento de 30 veces en las tasas de desintegración de la radiación a nivel de una sola molécula.
Los investigadores agregaron: “El objetivo de nuestro trabajo es la medición precisa de la interacción de la luz con las nanoestructuras. Utilizando moléculas individuales como sondas, pudimos observar y cuantificar la mejora de la interacción de la luz, un aspecto crucial para el desarrollo futuro de las tecnologías nanofotónicas.«
Más allá de la investigación teórica, la investigación proporciona información útil sobre la interacción entre la luz y la materia.
“No se trata sólo de observar una mayor interacción de la luz; La cuestión es medirlo a nivel de moléculas individuales con una precisión espacial notable. Nuestros hallazgos son cruciales para aplicaciones futuras en áreas donde es fundamental comprender y controlar la luz a una escala tan pequeña.“, agregaron los investigadores.
Los resultados y la metodología del estudio subrayan el valor de los métodos de medición sofisticados en nanofotónica.
Los investigadores explicaron además: “Nuestra investigación ha mapeado con éxito la distribución espacial del aumento de la tasa de desintegración de la radiación y ha demostrado que, si bien existe cierta mala localización de moléculas individuales debido a su interacción con la estructura, este efecto es mínimo dentro del espacio de la nanoantena, lo que permite un control preciso de las moléculas individuales brillantes. moléculas – Fuente de emisión de fotones.«
“Esta precisión de medición abre nuevas posibilidades para la caracterización de dispositivos ópticos altamente sensibles y profundiza nuestra comprensión de la mejora de la interacción de un emisor cuántico con una nanoestructura.«
En su conclusión, los científicos enfatizan las implicaciones más amplias de su descubrimiento.
“Nuestra investigación proporciona una nueva lente a través de la cual podemos ver las interacciones nanofotónicas. La capacidad de medir las interacciones de la luz con tanta precisión allana el camino para avances en diversas aplicaciones, desde la computación cuántica hasta la detección cuántica y el diagnóstico médico.«
Referencia de la revista:
Córdova Castro, RM, et. Alabama. (2023) Imágenes de emisor único súper resueltas de la mejora de la tasa de desintegración de la radiación en nanoantenas de brecha dieléctrica. Luz: ciencia y aplicaciones. doi:10.1038/s41377-023-01349-2.
Fuente: http://english.ciomp.cas.cn/
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