Um dos grandes desafios da área de fotônica, que é a ciência da geração, emissão, transmissão, modulação, processamento, amplificação e detecção da luz, é conseguir fontes luminosas que sejam de fácil integração em chips de silício. Neste sentido, um grupo de pesquisadores do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação (SEL) da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP, em parceria com as Universidades de York, na Inglaterra, e de Cornell, nos Estados Unidos, tem investido no uso de materiais capazes de potencializar a luminosidade, permitindo, por exemplo, o aumento da potência de lasers. Essas fontes de luz poderão ser usadas em dispositivos eletrônicos colocados na pele ou nas roupas, as tecnologias vestíveis, com aplicações nas áreas de entretenimento e medicina.
Os achados do trabalho acabam de ser divulgados na ACS Nano, uma das principais revistas científicas da área, em artigo publicado no último dia 6 de maio. Pela EESC, o professor Emiliano Martins e o doutorando Guilherme Arruda integram a equipe de pesquisa. “Todo laser precisa de um mecanismo de captura da luz, onde ela fica circulando e ganhando energia, espaço esse chamado de cavidade”, descreve o professor Martins. “O que acontece é que, em lasers baseados em materiais bidimensionais, essa energia da luz emitida é muito pequena, o que dificulta até mesmo ter certeza se realmente é um laser. O foco do nosso trabalho foi, justamente, arrumar mecanismos que potencializassem essa emissão.”
A proposta trazida pelo grupo de pesquisadores foi utilizar metassuperfícies como cavidade. “Metassuperfícies são uma nova classe de materiais ultrafinos. Para se ter uma ideia, são cerca de mil vezes mais finos que um fio de cabelo e conseguem capturar e controlar a luz”, destaca o professor da EESC. “Materiais bidimensionais, por outro lado, são ainda mais finos, com espessura consistindo em apenas algumas camadas de átomos. O exemplo mais conhecido é o grafeno, mas no nosso trabalho utilizamos outro tipo de material bidimensional, o Transition Metal Dichalcogenides (TMD, na sigla em inglês).”