Related news by tag NANODEVICES

Grafeno-plasmoiak, argi-izpi bat belaunaldi berriko gailuetarako

nanoGUNEko ikertzaileek, ICFO eta Graphenearekin elkarlanean, plataforma teknologiko bat proposatu dute antena metalikoetan oinarrituta. Antena horiek aukera ematen dute grafenoan —atomo bakarreko lodiera duen materialean— argia harrapatu eta kontrolatzeko. Esperimentuek erakutsi dute grafenoak gidatutako argia, hari oso-oso lotua, zuzendu eta kurbatu daitekeela, optika konbentzionalaren oinarrizko printzipioei jarraituz. Lan honek, zeina Science zientziaaldizkari entzutetsuan argitaratu baitzuten atzo, aukera berriak ematen ditu gailu eta zirkuitu fotoniko txikiagoak eta azkarragoak egiteko.

Zirkuitu eta gailu optikoek askoz azkarrago prozesatu ahal izango lituzkete seinaleak, bai eta konputazioa egin ere. "Dena den, argia oso azkarra den arren, toki gehiegi behar du", azaldu du nanoGUNE eta UPV/EHUko Ikerbasque ikertzaile Rainer Hillenbrandek. Izan ere, argiak, hedatzeko, gutxienez bere uhin-luzerako espazioaren erdia behar du, eta espazio hori askoz handiagoa da gure ordenagailuen azken belaunaldiko oinarrizko osagai elektronikoak baino. Horrexegatik sortu zen argia konprimitzeko eta haren hedapena material jakin baten bidez nanoeskalan kontrolatzeko erronka. Eta grafenoa izan daiteke irtenbidea. Material harrigarria da: karbono-atomoen geruza bakar bat du, eta aparteko propietateak. Grafeno-geruza batek harrapatutako argiaren uhin-luzera nabarmen txikitu daiteke, 10-100 aldiz, espazio librean hedatzen den argiarekin alderatuta. Hori dela eta, grafeno-geruzan zehar hedatzen den argi horrek —grafeno-plasmoi deituak— askoz toki gutxiago behar du.

Hala ere, argia modu eraginkor batean grafeno-plasmoi bihurtzea eta gailu konpaktu batekin maneiatzea erronka garrantzitsua da. Orain, NanoGUNEko, ICFOko eta Grapheneako ikertzaile batzuek — EBko Grafene Flagship-eko kide direnak— frogatu dute irrati-uhinetarako erabiltzen den antena-kontzeptua irtenbide egokia izan daitekeela. Ikertzaileek erakutsi dute grafenoan jarritako tamaina nanometrikoko metal-barra batek (zeinak argiaren antena moduan jokatzen duen) argi infragorria har dezakeela, eta grafeno-plasmoi bihurtu, irrati-antena batek, kable metaliko batean, irrati-uhinak uhin elektromagnetiko bihurtzen dituen bezala.

"Plataforma teknologiko moldakor bat aurkeztu dugu, antena optiko erresonatzaileetan oinarritua, grafenoplasmoien hedapena abiarazteko eta kontrolatzeko. Aurkikuntza hori pauso garrantzitsua da grafeno-plasmoien zirkuituak egiteko", azaldu du ikertzaile-taldeko gidari Rainer Hillenbrandek. Pablo Alonso-Gonzálezek, nanoGUNEn esperimentuak egin zituenak, antenak eskaintzen dituen abantaila batzuk nabarmendu ditu: "Grafeno-plasmoien kitzikapena optiko hutsa da, gailua konpaktua da eta plasmoien fasea eta uhin-frontea zuzenean kontrolatu daitezke, antenen geometria egokituta. Hori oinarrizkoa da argia fokatzean eta zuzentzean oinarritutako aplikazioak garatzeko.

Ikerketa-taldeak azterketa teorikoak ere egin zituen. Honela azaldu du nanoGUNEko Ikerbasque Research Fellow Alexey Nikitinek, zeina kalkuluen egilea baita: "Teoriaren arabera, gure gailuaren eragiketa oso eraginkorra da, eta etorkizuneko aplikazio teknologiko guztiak grafenoaren kalitate- eta fabrikazio-mugen araberakoak izango dira".  

Nikitinen kalkuluetan oinarrituta, nanoGUNEko Nanogailuen Taldeak —zeina Luis Hueso eta Félix Casanova Ikerbasque ikertzaileek zuzentzen baitute— urrezko nanoantenak fabrikatu zituen, Grapheneako grafenotik abiatuta. Ondoren, Nanooptika Taldeak NEASPEC eremu hurbileko mikroskopioa erabili zuen, ikusteko nola jartzen diren martxan grafeno-plasmoiak eta nola hedatzen diren grafeno-geruzan zehar. Irudietan, ikertzaileek ikusi zuten, hain zuzen, grafenoaren gaineko uhinak antenatik urrun hedatzen direla, uretara harri bat botatzean olatuak hedatzen diren bezalaxe.

Atomo bakarreko lodierako karbono-geruzan zeharreko argi-hedapenak optika konbentzionalaren legeei jarraitzen  ote dien edo ez jakiteko, argia fokatzeko eta errefraktatzeko hainbat esperimentu diseinatu zituzten. Fokatzeesperimenturako, antena kurbatu zuten. Esperimentuetan lortutako irudiek frogatu zuten grafeno-plasmoiak antenatik distantzia jakin batera kontzentratu zirela, argi-sorta bat lente edo ispilu konkabo batekin ardazten denean bezala.

 

Urrezko antena ñimiño batek abiarazitako grafeno-plasmoien errefrakzioaren adierazpen grafikoa, atomo bakarreko lodiera duen prisma batetik igarotzean (nanoGUNE).

Ikertzaile-taldeak ikusi zuen, bestalde, grafeno-plasmoiak errefraktatu egiten direla (norabidez aldatzen direla) prisma-forma duen grafenogeruza bikoitz batetik pasatzen direnean, argi-sorta bat beirazko prisma batetik pasatzen denean tolesten den bezala. "Desberdintasun nagusia da grafeno-prisma bi atomoko lodierakoa bakarrik dela. Ezagutzen den prisma optiko errefraktario meheena da", adierazi du Rainer Hillenbrandek. Bitxia da, baina grafeno-plasmoiek norabidea aldatzen dute eroankortasuna handiagoa delako bi atomoko lodierako prisman hura inguratzen duen atomo bakarreko lodierako geruzan baino. Etorkizunean, grafenoaren eroankortasun-aldaketa horiek baliabide elektroniko sinpleen bidez finkatu ahal izango dira,eta horrek aukera emango du errefrakzioa modu oso eraginkorrean kontrolatzeko, besteak beste argia bideratzeko aplikazioetarako.

Laburbilduz, esperimentuek erakusten dute optika konbentzionalaren oinarrizko printzipioak, eta garrantzitsuenak, grafeno-plasmoiei ere aplikatzen zaizkiela —alegia,karbono-atomo geruza bakar batean hedatzen den argi oso-oso konprimituari—. Ondorio horietan oinarrituta, zirkuitu eta gailu optiko guztiz miniaturizatuak egin litezke etorkizunean, hautemate- eta konputazio-aplikazioetan erabiltzekoak.

Artikulu originala

P. Alonso-González1, A.Y. Nikitin1,5, F. Golmar1,2, A. Centeno3, A. Pesquera3, S. Vélez1, J. Chen1, G. Navickaite4, F. Koppens4<, A. Zurutuza3, F. Casanova 1,5, L.E. Hueso 1,5 and R. Hillenbrand 1,5. “Controlling grapheme plasmons with resonant metal antennas and spatial conductivity patterns” Science (2014), DOI: 10.1126/science.1253202

  • CIC nanoGUNE, 20018 Donostia-San Sebastián, Spain.
  • I.N.T.I-CONICET and ECyT-UNSAM, San Martín, Bs. As., Argentina.
  • Graphenea SA, 20018 Donostia-San Sebastián, Spain.
  • ICFO-Institut de Ciéncies Fotoniques, Mediterranean Technology Park, 08860 Casteldefells, Barcelona, Spain.
  • IKERBASQUE, Basque Foundation for Science, 48011 Bilbao, Spain.

 

Estitxu Villamor CIC nanoGUNEko ikertzaileak aipamen berezia lortu du CAF-Elhuyar sarietan

Gorka Azkune, Ostaizka Aizpurua, Amaia Portugal and Estitxu Villamor, CAF-Elhuyar sarien irabazleak. Irudia: Iñigo Ibañez - Zientzia.eus

Hainbat kategoria eta azpikategoria bereizten dira, eta haietako bat da doktore-tesietan oinarritutako dibulgazio-artikuluena. Hain zuzen ere, aipamen berezia egin diote Estitxu Villamor ikertzailearen "Karga-garraiorik gabeko elektronika berria" izenburuko artikuluari; izan ere, Villamorrek ikertzen duen arloa "berez oso teknikoa delako" epaimahaiari aipatzeko modukoa dela iruditu zaio “gaia modu ulergarrian eta erakargarrian azaltzeko eta askorentzat urruna izan daitekeen gaia hurbiltzeko egin duen ahalegina”.







Normal
0




false
false
false

EU
JA
X-NONE

























DefSemiHidden="true" DefQFormat="false" DefPriority="99"
LatentStyleCount="276">
UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Normal">
UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="heading 1">


















UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Title">

UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Subtitle">
UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Strong">
UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Emphasis">
UnhideWhenUsed="false" Name="Table Grid">

UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="No Spacing">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light Shading">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light List">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light Grid">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Dark List">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Shading">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful List">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Grid">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light Shading Accent 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light List Accent 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light Grid Accent 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 1 Accent 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 2 Accent 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 1 Accent 1">

UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="List Paragraph">
UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Quote">
UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Intense Quote">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 2 Accent 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 1 Accent 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 2 Accent 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 3 Accent 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Dark List Accent 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Shading Accent 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful List Accent 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Grid Accent 1">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light Shading Accent 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light List Accent 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light Grid Accent 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 1 Accent 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 2 Accent 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 1 Accent 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 2 Accent 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 1 Accent 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 2 Accent 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 3 Accent 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Dark List Accent 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Shading Accent 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful List Accent 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Grid Accent 2">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light Shading Accent 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light List Accent 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light Grid Accent 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 1 Accent 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 2 Accent 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 1 Accent 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 2 Accent 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 1 Accent 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 2 Accent 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 3 Accent 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Dark List Accent 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Shading Accent 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful List Accent 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Grid Accent 3">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light Shading Accent 4">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light List Accent 4">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light Grid Accent 4">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 1 Accent 4">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 2 Accent 4">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 1 Accent 4">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 2 Accent 4">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 1 Accent 4">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 2 Accent 4">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 3 Accent 4">
UnhideWhenUsed="false" Name="Dark List Accent 4">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Shading Accent 4">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful List Accent 4">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Grid Accent 4">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light Shading Accent 5">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light List Accent 5">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light Grid Accent 5">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 1 Accent 5">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 2 Accent 5">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 1 Accent 5">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 2 Accent 5">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 1 Accent 5">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 2 Accent 5">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 3 Accent 5">
UnhideWhenUsed="false" Name="Dark List Accent 5">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Shading Accent 5">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful List Accent 5">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Grid Accent 5">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light Shading Accent 6">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light List Accent 6">
UnhideWhenUsed="false" Name="Light Grid Accent 6">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 1 Accent 6">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Shading 2 Accent 6">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 1 Accent 6">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium List 2 Accent 6">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 1 Accent 6">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 2 Accent 6">
UnhideWhenUsed="false" Name="Medium Grid 3 Accent 6">
UnhideWhenUsed="false" Name="Dark List Accent 6">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Shading Accent 6">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful List Accent 6">
UnhideWhenUsed="false" Name="Colorful Grid Accent 6">
UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Subtle Emphasis">
UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Intense Emphasis">
UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Subtle Reference">
UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Intense Reference">
UnhideWhenUsed="false" QFormat="true" Name="Book Title">



Villamorrek Injection, transport and manipulation of pure spin currents in metallic lateral spin valves izeneko tesia defendatu zuen 2014ko abenduan.

 

Elektrodo magnetikoek handitu egiten dute eguzki-zelulen eraginkortasuna

Korrontea lortzeko elektrodo gisa lehen aldiz material magnetikoak erabiltzen dituen zelula fotovoltaiko bat garatu du Luis Hueso Ikerbasque ikertzaile eta CIC nanoGUNEko Nanogailuak taldeko buruak gidatzen duen nazioarteko ikerketa-talde batek. Taldean, Txinako Zientzia Akademiako, Max Planck Institutuko (Alemania) eta nanoGUNEko bertako zientzialariek hartzen dute parte. Science aldizkari zientifiko entzutetsuak argitara eman ditu ikerketa horren emaitzak. Luis Huesoren iritziz, ikerketa honek “ateak irekitzen dizkio argia elektrizitate bihurtzeko bide eraginkorrago berri bati”.

NanoGUNEko ikertzaileak azaldu duenez, “gailua zelula fotovoltaiko sinple bat da, material organiko batez —C60 fullerenoa— eta kobaltozko eta nikelezko elektrodo magnetikoz osatua”. C60 fullerenoa 60 karbono-atomoz osatutako molekula bat da, baloi-itxurakoa, eta Buckyball ere esaten zaio. Bestalde, elektrodo magnetikoek espin izeneko propietate gehigarria duen korrontea sortzen dute. Bien arteko konbinazioa ez da ustekabekoa; izan ere, jakina da spinaren orientazioa kontrolatzeko aukera eman lezakeen material fotovoltaikoa dela fullerenoa. Propietate hori erabiliz eta kontrolatuz eguzki-zelularen eraginkortasuna handitu daiteke, korronte handiagoa sortzeko gai baita horrela. Huesok azaldu duenez, “ohiko eguzki-zelulek ‘desordenatuta’ dauzkate spinak, eta guk, magnetismoari esker, spinak ‘ordenatzea’ lortu dugu; hala, korronte handiagoa bil daiteke”. Ikertzaileek egiaztatu dute mota horretako elektrodoak erabiltzeak % 14 handitzen duela gailuaren eraginkortasun fotovoltaikoa.

Baina gailuak badu beste abantaila gehigarri bat, agerian utzi baitu gai dela korronte alternoa sortzeko zuzenean, eta hori askoz ere erabilgarriagoa da ohiko eguzki-zelulek sortzen duten korronte zuzena baino, ez baita transformadorerik erabili behar. “Korronte-inbertsioa gailuan bertan gertatzen da, interakzioan jartzen baitira argiak sortutako elektroiak eta spinak ‘ordenatuta’ dauzkaten kontaktu magnetikoak”, azaldu du Huesok.

Elektrodo magnetikoak erabiltzeak zelula fotovoltaikoen eraginkortasuna handitzen duela frogatu badute ere, ikertzaileek adierazi dute asko falta zaiela oraindik zelula fotovoltaiko optimoa lortzeko. Helburu horrekin ari dira lanean, fullerenoa baino eraginkorragoak diren beste material organiko batzuekin antzeko gailuak sortzeko. Ikertzaileak adierazi duenez, “etorkizunean aukera izango dugu eguzki-modulu gisa jokatuko duen eta zuzenean korronte alternoa sortuko duen gailu komertzial bat ekoizteko”.

Eusko Jaurlaritzak, Espainiako Ekonomia eta Lehiakortasun Ministerioak eta Europar Batasunak, European Research Council-en bidez, diruz lagundutako ikerketa baten emaitza da lan hau.

Gazte ikertzaileak trebatzeko Europako bi proiektutan hartuko du parte CIC nanoGUNEk

Europar Batasunaren Trebakuntza Sareetan, munduko hainbat herrialdetako unibertsitateek, ikerketa-zentroek eta enpresek hartzen dute parte, ikertzaile-belaunaldi berri bat trebatzeko xedearekin. Bikaintasun zientifikoa eta enpresa-berrikuntza bultzatzeko balioko du diru-laguntza horrek, baita ikertzaileen karrera-aukerak sustatzeko ere, haien ekintzailetasuna, sormena eta berritzeko gaitasuna garatuko baitira.

Doktore-titulua ez daukaten eta ikerketako lehen 4 urteak eginak dituzten gazte ikertzaileak trebatzeko dira sare horiek (Early Stage Researcher, ESR ikertzaile esaten zaie gazte horiei). 2018an, lau ESR ikertzaile hasiko dira nanoGUNEn, QuESTech eta HYCOAT proiektuetan, nanoGUNEko Nanogailuak eta Nanomaterialak taldeetan, hurrenez hurren. Lau beka horietako bat eskatzeko aukera zabalik dago zentroaren webgunean: www.nanogune.eu. Elektronika kuantikoaren eta estaldura hibridoen arloetan trebatzeko aukera izango dute gazte ikertzaile horiek.

QuESTech

NanoGUNEko Nanogailuak taldeak “Quantum Electronics Science and Technology training” (QuESTech) proiektuan hartuko du parte, zeinetan Europako aditu-sare bat sortuko baita, elektronika kuantikoaren arloan gazte ikertzaileei abangoardiako trebakuntza eskaintzeko. Proiektu honen helburu nagusia da gailu elektroniko kuantikoak eraikitzea, aztertzea eta sailkatzea. QuESTech proiektuan, 15 ikertzaile trebatuko dira espintronikan, elektronika bakunean, puntu kuantikoetan eta termodinamika kuantikoan. Ikertzaile bakoitzaren ikerketa-proiektuetan, honako garapen teknologiko hauek izango dira kontuan: nanomaterialen hazkuntza, nanoegituraketa, eremu hurbileko mikroskopia, muturreko kondizioen mendeko garraio-neurketa eta kalkulu teorikoak. Dagoeneko, QuESTech proiektuaren emaitza batzuek interes komertziala sortu dute, garabidean dagoen elektronika kuantikoaren industrian.

HYCOAT

Eskala molekularrean diseinatutako material hibridoz osatutako film meheekin aurrerapenak egiteko aukera dago, zenbait arlo garrantzitsutan: ontziratzea eta kapsulatzea, elektronika, bateriak eta aplikazio biomedikoak. Molekula Geruzen Jalkitzea (MLD, Molecular Layer Deposition) da film hibrido ultramehe eta uniformeak hazteko jalkitze-teknika ideala, zeinak zehazki eta era malguan kontrolatzen baititu filmaren lodiera eta konposizio kimikoa eskala molekularrean. NanoGUNEko Nanomaterialak taldeak hartzen du parte HYCOAT Europako Trebakuntza Sarean; sarearen helburua da arlo horietan ondo trebatutako gazte ikertzaile multzo bat osatzea, MLD teknologiaren alderdi guztietan ezagutza sakona izatea, eta estaldura hibridoek izan dezaketen aplikazioari buruzko ikuspegi zabala.

Jose María Pitarke nanoGUNEko zuzendariak dionez, “halako proiektuek izen ona ematen dute nazioartean; ona da, beraz, bai doktoratu aurreko ikertzailearentzat (zeina talde bikain batean trebatuko baita), bai harrerako erakundearentzat (zeinak nazioarteko ikertzaileak hartzen baititu, Europako doktoretza-programa lehiakorrenetako batekin)”. “Gainera —dio Pitarkek—, halako proiektuetan parte hartzeak ateak zabaltzen dizkie etorkizuneko beste proiektu batzuei. Garrantzi handia ematen diote horri Europako Batzordeak eta ikuskatzaileek, finantziazioa emateko garaian”. Azkenik, “aukera ematen du harreman-sare berriak sortzeko, eta onuragarri dira gazte ikertzaileentzat, partzuergoko erakundeekiko lotura handiak sortzen baitira, harremanak aurrera egin baitezake eta onurak ekar baititzake baita programa amaitutakoan ere”, erantsi du.

Argia “hankaz gora” jarri du euskal ikertzaile-talde batek

Iturri puntual batetik hedatzen diren uhinen irudia. Ezkerraldean: uhinen hedapen arrunta. Eskuinaldean: uhina metagainazal baten gainean hedatzen denean. (P. Li, CIC nanoGUNE)

Iturri puntual batetik hedatzen diren uhin optikoek uhin-fronte zirkularrak izan ohi dituzte. “Ur-gainazal batera harri bat jaurtitzen denean sortzen diren uhinak bezala”, adierazi du Peining Li ikertzaileak (doktoretza osteko nanoGUNEko ikertzailea eta artikuluaren egile nagusia). Hedapen zirkular horren arrazoia da argia hedatzen den ingurunea homogeneoa eta isotropikoa izan ohi dela, alegia, uniformea dela norabide guztietan.

Zientzialariek teorikoki iragarria zeukaten espezifikoki egituratutako gainazalek argia “hankaz gora” jar dezaketela argia haietan zehar hedatzen denean. “Gainazal horiei metagainazal hiperboliko esaten zaie, eta iturri puntual batetik igorritako uhinak norabide jakin batzuetan eta uhin-fronte irekiekin (ahurrak) hedatzen dira gainazal horietan zehar”, azaldu du Javier Alfaro ikertzaileak (nanoGUNEko doktoretza-ikaslea eta artikuluaren egilekideetako bat). Norabide jakin batzuetan bakarrik hedatzen direnez eta, gainera, argiak espazio zabalean edo uhin-gidari estandarretan izan ohi dituen uhin-luzerak baino askoz uhin-luzera txikiagoekin hedatzen direnez, seinaleak hautemateko eta prozesatzeko gailu optikoak miniaturizatzen lagundu lezakete.

Orain, argi infragorrirako metagainazal bat garatu dute ikertzaileek. Boro nitruroan oinarrituta dago; grafenoaren antzeko 2Dko materiala da, eta argi infragorria luzera-eskala arras txikietan manipulatzeko gaitasunagatik hautatu dute. Halaber, sentsore kimiko miniaturizatuak garatzeko edo gailu optoelektronikoetan beroa nanoeskalan kudeatzeko erabili ahal izango litzateke. Bestalde, uhin-fronte ahurrak zuzenean ikustea lortu dute, mikroskopio optiko berezi bat erabiliz, eta orain arte oso zaila izan da horiek ikusi ahal izatea.

Metagainazal hiperbolikoak fabrikatzea zaila da oso, eskala nanometrikoko egitura oso zehatza behar baitute. Irene Dolado nanoGUNEko doktoretza-ikasleak eta Saül Velez nanoGUNEko doktoretza osteko ikertzaile ohiak (orain ETH Zürich-en dago) erronka hori gainditu dute, elektroi-sorta bidezko litografiaren eta Kansas Estatuko Unibertsitateak helarazitako kalitate handiko boro nitrurozko xafla txikien grabatuaren bidez. “Hainbat optimizazio egin ondoren, behar genuen doitasuna lortu dugu, eta 25 nm-rainoko tamaina-tarteko sareta-egiturak lortu ditugu”, azaldu du Doladok. “Fabrikazio-metodo horiek berak beste material batzuetan ere erabil daitezke, eta horrek bidea zabal dezake propietate optiko pertsonalizatuko metagainazal egituratu artifizialak egiteko”, erantsi du Saül Vélezek.

Teoriatik errealitatera 

Uhinak metagainazalean nola hedatzen diren ikusteko, ikertzaileek abangoardiako nanoirudi infragorriko teknika bat erabili dute, nanoGUNEko Nanooptikako taldeak berak garatu duena. Lehenengo, urrezko nanoantena infragorri bat ezarri zuten metagainazalaren gainean. “Nanoantenak uretara jaurtitako harri baten funtzioa egiten du horrela”, dio Peining Lik. Nanoantenak argi infragorri intzidentea kontzentratzen du foku txiki batean, eta metagainazalaren gainean hedatzen diren uhinak jaurtitzen ditu horrek. Eremu hurbileko ekorketa-mikroskopio optiko baten laguntzarekin (s-SNOM), ikertzaileek uhinen irudiak atera zituzten. “Zoragarria izan zen irudiak ikustea. Izan ere, urrezko nanoantenatik hedatzen ziren uhin-fronteen kurbadura ahurra bistaratu zuten, teoriak iragarri bezalaxe”, dio Rainer Hillenbrand nanoGUNEko Ikerbasque ikertzaile eta ikerketaren zuzendariak.

Ikerketaren emaitzek etorkizun oparoa dute, eta bide berriak ireki dizkiete material bidimentsionaleko nanoegiturei, metagainazal hiperbolikoz osatutako gailuetarako eta zirkuituetarako plataforma berritzaile gisa erabiltzeko. Are gehiago, emaitzek frogatu dute nola eremu hurbileko mikroskopia erabilgarria den material anisotropikoetako fenomeno optikoak agerian uzteko eta metagainazalak diseinatzeko printzipio berriak egiaztatzeko.

Ikerketaren finantziazioa nagusiki Europar Batasunaren Marie Sklodowsca-Curie Actions banakako diru-laguntzetatik eta Eusko Jaurlaritzaren eta Espainiako Gobernuaren doktoretza aurreko ikerketarako beka-programetatik dator, bai eta Estatu Batuetako Nacional Science Foundation-etik ere, eta Graphene Flagship europar ekimenaren barneko nanoGUNEko proiektuekin bat gauzatu da.

Subscribe to