No Instituto de Física de São Carlos (IFSC), pesquisas buscam aprimorar o processamento de equipamentos eletrônicos (smarthphone, notebook, etc.), a partir do desenvolvimento de um circuito híbrido. A ideia é produzir um filme bastante fino formado de materiais óxidos (óxido de telúrio, tungstênio), íons terras raras (túlio e itérbio) e nanopartículas metálicas, colocados sobre um material semicondutor. Esse circuito produziria luz que, por sua vez, transmitiria informações com mais eficiência, melhorando o processamento. Os estudos são realizados no Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepid) Centro de Pesquisas em Óptica e Fotônica (CEPOF), sediado no IFSC.
“Queremos conjugar materiais semicondutores com materiais óxidos, porque os semicondutores são bons produtores de luz, enquanto os materiais óxidos são bons para amplificar e confinar a luz”, comenta o professor Euclydes Marega Junior, docente do Grupo de Óptica do IFSC, que participa das pesquisas. “Neste caso, o papel dos íons terras-raras seria amplificar a luz em uma determinada região da parte interna do circuito”.
Um vidro produzido à base de Óxido de Telúrio com a adição de Tungstênio pode emitir luz nas regiões do visível e do infravermelho. Isso só é possível, porque o material em questão também é composto por íons terras raras (Túlio e Itérbio) e nanopartículas. metálicas. As terras raras são elementos químicos que apresentam propriedades que os tornam excelentes candidatos para aplicações industriais, principalmente nos processos que visam a uma geração mais econômica e eficiente de energia elétrica e luz. As nanopartículas são partículas muito pequenas, cujo tamanho é medido em escala nanométrica.
Nesse vidro, ambos os íons são responsáveis pelos processos de geração da luz, sendo que as nanopartículas atuam na mediação das interações entre os íons, através da formação dos Plasmons-Poláritions de Superfície (Surface Plasmon Polaritons, em inglês), conhecidos como SPP. A interação entre íons e nanopartículas metálicas é conhecida como transferência não ressonante.
Nanopartículas
Em razão da necessidade de se fundir os íons terras-raras na matriz vítrea e de se formar as nanopartículas em um forno com a temperatura necessária, parte do trabalho foi desenvolvida em um laboratório do Center for Optics, Photonics and Laser, da Université Laval, em Quebec (no Canadá), onde Victor Anthony Rivera, ex-pesquisador do IFSC, fez estágio em 2013 e mantém parcerias.
De acordo com o professor do IFSC, compreender a interação entre os íons e as nanopartículas na amplificação de luz na região do infravermelho é de grande importância, pois a radiação infravermelha é um fenômeno de grande relevância na área da comunicação, já que através dela é possível propagar a informação, trazendo uma série de aplicações, como, por exemplo, na criação de novas fontes de luz e no desenvolvimento de novas formas de se amplificar luz.
Além disso, geração de luz através da interação entre os elementos em questão pode resultar em aplicações que ainda não foram pensadas pelos cientistas, tendo-se em vista a existência de fenômenos envolvendo a radiação infravermelha ainda desconhecidos. A geração de luz através da interação entre os íons e as nanopartículas metálicas vem sendo estudada em vários trabalhos já realizados pelos pesquisadores do IFSC, ao longo de seis anos.
Tais estudos renderam a publicação de aproximadamente vinte artigos em revistas científicas. Em janeiro último, por exemplo, um artigo, no qual os pesquisadores destacam o trabalho referente à geração de luz na região do visível e do infravermelho, foi publicado na revista científica Scientific Reports, da prestigiada Nature.
Da Assessoria de Comunicação do IFSC
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