Antena atômica converte luz em sinais eletrônicos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/03/2012

Os dispositivos plasmônicos funcionam como uma torcida de futebol fazendo uma "ola" - a informação viaja sem que nenhuma partícula precise se mover.
[Imagem: Juan C. Idrobo/ORNL]

Plasmônica

Que até os defeitos do grafeno podem ser úteis os cientistas já sabiam há algum tempo.

O que não se sabia era que um desses "defeitos" - na verdade, uma modificação intencional, chamada dopagem - poderia dar origem à menor antena do mundo, e transformar o grafeno na estrela de mais uma área de pesquisas.

Os equipamentos eletrônicos convencionais funcionam com base em elétrons que saem disparados por fios, como se fossem corredores.

Já os equipamentos plasmônicos funcionam como uma torcida de futebol, cujos torcedores são elétrons, fazendo uma "ola" - a informação viaja sem que nenhuma partícula precise se mover.

Essas ondas são criadas quando a luz incide sobre a superfície de um metal, deslocando os chamados plásmons de superfície.

Como há um perfeito encadeamento entre cada um das das partículas dessa torcida eletrônica - formando a chamada onda plasmônica -, a informação viaja muito mais rapidamente do que se os elétrons tiverem que sair disparados pela mesma superfície metálica.

Além da maior velocidade, a pesquisa agora divulgada demonstra o potencial de miniaturização oferecido pela técnica, uma vez que um único átomo é capaz de disparar ou receber as informações.

Mais importante, a antena plasmônica pode funcionar como uma forma de capturar, amplificar e retransmitir a onda plasmônica, que tende a se dissipar muito rapidamente.

Imagem por microscopia eletrônica do átomo de silício que funciona como antena atômica, capturando e retransmitindo os plásmons de superfície.
[Imagem: Zhou et al./Nature Nanotechnology]

Antena atômica

Recentemente, uma equipe construiu a menor estação de rádio do mundo, acoplando duas moléculas por meio de fótons.

Juan Idrobo e seus colegas do Laboratório Oak Ridge, nos Estados Unidos, fizeram algo diferente: eles construíram uma antena formada por um único átomo.

Para isso, eles substituíram alguns átomos de carbono por átomos de silício na rede atômica do grafeno, que se parece com uma tela de galinheiro.

De forma um tanto inesperada, essa substituição resultou em uma melhoria drástica na capacidade do grafeno em converter ondas de luz em sinais eletrônicos.

Parece complicado, mas o rádio FM do seu carro faz algo muito semelhante, transformando as ondas eletromagnéticas de uma determinada frequência em sinais eletrônicos que, devidamente processados e novamente traduzidos, agora em ondas sonoras, chegam aos seus ouvidos na forma de música.

A diferença é que a antena atômica consiste em um único átomo e trabalha com um tipo especial de onda - a onda plasmônica.

Sendo formada por uma única "partícula", a antena atômica é inteiramente simétrica em termos de funcionamento, ou seja, ela tanto pode converter ondas de luz em ondas eletrônicas, quanto ondas eletrônicas em ondas de luz.

Isto é essencialmente um componente plasmônico, uma tecnologia emergente que promete muitos benefícios para computadores e outros circuitos eletrônicos.

• Plasmônica: em busca da computação à velocidade da luz

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