Um gás opticamente excitado de portadores eletra´nicos confinados aos planos do disseleneto de tungstaªnio semicondutor van-der Waals em camadas émostrado. A resposta hiperba³lica conseqa¼ente permite a passagem de nanolight. Crédito: Ella Maru Studio

A descoberta éum passo importante para o controle da nanolight, que éuma luz  que pode acessar as menores escalas de comprimento imagina¡veis. O trabalho também fornece insights para o campo do processamento a³ptico de informações qua¢nticas, que visa resolver problemas difa­ceis em computação e comunicações.  

"Fomos capazes de usar microscopia em nanoescala ultrarrápida para descobrir uma nova maneira de controlar nossos cristais com luz, ligando e desligando propriedades fota´nicas indescrita­veis", disse Aaron Sternbach, pesquisador de pa³s-doutorado em Columbia que éo investigador principal do estudo. "Os efeitos são de curta duração, durando apenas trilionanãsimos de segundo, mas agora somos capazes de observar esses fena´menos claramente." 

A pesquisa foi publicada em 4 de fevereiro na revista Science .

A natureza estabelece um limite para a intensidade do foco da luz. Mesmo em microsca³pios, dois objetos diferentes que estãomais pra³ximos do que esse limite parecem ser um. Mas dentro de uma classe especial de materiais cristalinos em camadas - conhecidos como cristais van de Waals - essas regras podem, a s vezes, ser quebradas. Nestes casos especiais, a luz pode ser confinada sem qualquer limite nestes materiais, tornando possí­vel ver com clareza atéos menores objetos.

Em seus experimentos, os pesquisadores de Columbia estudaram o cristal de van der Waals denominado disseleneto de tungstaªnio, que éde grande interesse por sua integração potencial em tecnologias eletra´nicas e fota´nicas devido a  sua estrutura única e fortes interações com a luz. 

Quando os cientistas iluminaram o cristal com um pulso de luz, eles foram capazes de alterar a estrutura eletra´nica do cristal . A nova estrutura, criada pelo evento de comutação a³ptica, permitiu que algo muito incomum ocorresse: detalhes superfinos, em nanoescala, poderiam ser transportados atravanãs do cristal e fotografados em suasuperfÍcie.

O relatório demonstra um novo manãtodo para controlar o fluxo de luz do nanolight. A manipulação a³ptica em nanoescala, ou nanofota´nica, se tornou uma área cra­tica de interesse a  medida que os pesquisadores buscam maneiras de atender a  crescente demanda por tecnologias que va£o muito além do que épossí­vel com a fota´nica e a eletra´nica convencionais.

Dmitri Basov, professor de física de Higgins na Universidade de Columbia e autor saªnior do artigo, acredita que as descobertas da equipe ira£o desencadear novas áreas de pesquisa em matéria qua¢ntica.

"Os pulsos de laser nos permitiram criar um novo estado eletra´nico neste semicondutor protota­pico, mesmo que apenas por alguns pico-segundos", disse ele. "Esta descoberta nos coloca no caminho para as fases qua¢nticas opticamente programa¡veis ​​em novos materiais."