Absorção quase perfeita da luz é obtida em material em escala atômica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/11/2023

A absorção quase perfeita de luz foi obtida manipulando as propriedades elétricas já únicas de um material composto de apenas duas a três camadas de átomos.
[Imagem: Steve Koester/University of Minnesota]

Absorvedor de luz quase perfeito

Um material atomicamente fino conseguiu absorver quase 100% da luz à temperatura ambiente.

Este feito inédito abre caminho para a melhoria de uma ampla gama de tecnologias, das comunicações ópticas até as tecnologias de camuflagem.

Materiais que absorvem quase toda a luz incidente são valiosos para qualquer aplicação que envolva a detecção ou o controle da luz. Uma espécie de preto quase perfeito com opacidade quase total, esses materiais têm propriedades que significam que pouca luz passa por eles ou reflete neles.

"As comunicações ópticas são usadas basicamente em tudo o que fazemos," disse o professor Steven Koester, da Universidade de Minnesota. "A internet, por exemplo, possui detectores ópticos conectando links de fibra óptica. Essa pesquisa tem potencial para permitir que essas comunicações ópticas sejam feitas em velocidades mais altas e com maior eficiência."

O material opera em uma ampla faixa de frequências.
[Imagem: Seungjun Lee et al. - 10.1038/s41467-023-39450-0]

Absorvedor quase perfeito

Os pesquisadores criaram esse "absorvedor quase perfeito" usando uma técnica chamada aninhamento de bandas para manipular as propriedades elétricas já únicas de um material composto por apenas duas camadas de átomos.

Em vez das tradicionais metassuperfícies, usadas para manipular as ondas, a equipe valeu-se das características intrínsecas dos dicalcogenetos de metais de transição, uma família de materiais com propriedades ópticas, eletrônicas e mecânicas de grande interesse tecnológico - são os metais de transição no grupo 16 da Tabela Periódica, sendo comum ouvir referências a eles como molibdenita.

O método de fabricação é simples, de baixo custo e não requer métodos de nanopadronização, o que significa que é mais fácil de fabricar esse material em grandes quantidades do que concorrentes similares.

"O fato de sermos capazes de alcançar esta absorção de luz quase perfeita à temperatura ambiente com apenas duas ou três camadas atômicas de material é realmente a principal inovação aqui," disse o pesquisador Tony Low. "E fomos capazes de fazer isso sem usar técnicas de padronização complexas e caras, o que pode nos permitir fabricar absorventes perfeitos de uma forma mais viável e econômica."

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