En las relaciones, compartir espacios cercanos naturalmente profundiza la conexión a medida que se forman y fortalecen los vínculos a través del crecimiento de los recuerdos compartidos. Este principio se aplica no sólo a las interacciones humanas sino también a la ingeniería. Recientemente se publicó un interesante estudio que demostró el uso de puntos cuánticos para crear una metasuperficie, permitiendo que dos objetos existan en el mismo espacio.
El profesor Jinsuk Roho del Departamento de Ingeniería Mecánica, el Departamento de Ingeniería Química y el Departamento de Ingeniería Eléctrica, los candidatos a doctorado Minsu Jeong, Byoungsu Ko y Jaekyung Kim, del Departamento de Ingeniería Mecánica, y Chunghwan Jung, candidato a doctorado. El Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) utilizó litografía por nanoimpresión (NIL) para crear metasuperficies incrustadas con puntos cuánticos, aumentando su eficiencia óptica. Su investigación fue publicada recientemente en la edición en línea de Nanolitros.
NIL, un proceso de fabricación de metasuperficies ópticas, utiliza sellos estampados para transferir rápidamente patrones complejos a escala nanométrica (nm). Este método ofrece ventajas de costos sobre la litografía por haz de electrones y otros procesos y tiene la ventaja de permitir la creación de metasuperficies utilizando materiales que no están disponibles en los procesos convencionales.
Las metasuperficies han sido recientemente el foco de una extensa investigación por su capacidad para controlar la polarización y la dirección de emisión de luz de los puntos cuánticos. Los puntos cuánticos, que son partículas semiconductoras a nanoescala, son emisores de luz altamente eficientes capaces de emitir luz en longitudes de onda precisas. Esto los hace ampliamente utilizados en aplicaciones como QLED y computación cuántica. Sin embargo, los procesos convencionales no pueden incrustar puntos cuánticos dentro de una metasuperficie. Como resultado, la investigación a menudo implica crear metasuperficies y puntos cuánticos por separado y luego combinarlos, lo que impone restricciones en el control de la luz de los puntos cuánticos.
En este estudio, los investigadores adjuntaron puntos cuánticos al dióxido de titanio (TiO2), el material utilizado en el proceso NIL para crear la metasuperficie. A diferencia de los métodos convencionales, que implican fabricar la metasuperficie y los puntos cuánticos por separado antes de combinarlos, este método incrusta los puntos cuánticos directamente en la metasuperficie durante su creación.
La metasuperficie resultante aumenta la proporción de fotones emitidos por los puntos cuánticos que se acoplan al modo de resonancia de la metasuperficie. Este desarrollo permite un control más eficiente sobre la dirección específica de la luz emitida por los puntos cuánticos que los métodos anteriores.
Los experimentos demostraron que cuantos más fotones emitan los puntos cuánticos acoplados a los modos resonantes de la metasuperficie, mayor será la eficiencia de la luminiscencia. La metasuperficie del equipo logró una eficiencia luminosa 25 veces mayor que una simple capa de puntos cuánticos.
“El uso de metasuperficies controladas por luminiscencia permitirá visualizaciones más rápidas y brillantes y una biodetección más precisa y sensible”, dijo el profesor de POSTECH Junsuk Rho, quien dirigió la investigación. “Una mayor investigación nos permitirá controlar la luminiscencia de manera más eficiente, lo que conducirá a avances en áreas como los sensores nanoópticos, los dispositivos optoelectrónicos y las pantallas de puntos cuánticos”, añadió.
Esta investigación se realizó con el apoyo de POSCO N.EX.T IMPACT, el Programa de Incubación de Tecnología Futura de Samsung y el Programa de Investigadores de Mitad de Carrera del Ministerio de Ciencia y TIC y la Fundación Nacional de Investigación de Corea.
