Metassuperfcies feitas com dimetro de 30 cm

Materiais Avanados

Redação do Site Inovação Tecnológica – 05/07/2023

Hora de pensar no futuro

As metassuperfcies esto provocando uma verdadeira revoluo tecnolgica, gerando de qubits para computadores qunticos at energia mecnica, passando por telas de super-resoluo, novas antenas alm do 5G e, claro, lentes planas e leves.

So componentes que concentram sua funo ptica completa em uma superfcie, e no em um volume, como na ptica tradicional ou mesmo nos metamateriais. Essa funo na superfcie realizada por meio de nanoestruturas invisveis a olho nu, mas no tamanho adequado para lidar com as ondas eletromagnticas.

“Depois de 500 anos de lentes e espelhos, hora de pensar no futuro,” explica o professor Falk Eilenberger, do Instituto Fraunhofer de ptica Aplicada e Engenharia de Preciso, na Alemanha. “Nas lentes, a funo definida pela geometria macroscpica. por isso que a lente grossa e curva. Agora temos uma metassuperfcie. Elas so finas e em escalas menores que o comprimento de onda da luz.”

E esse futuro comea a se desdobrar em presente. Enquanto a maioria das metassuperfcies criadas at agora era muito pequena, na faixa dos milmetros quadrados, a equipe do professor Eilenberger conseguiu agora fabricar dispositivos na escala de bolachas inteiras de silcio, com dimetros de at 30 centmetros, tornando-as prticas para coisas como microscpios, telescpios e telas.

Metassuperfcies prticas

Usando a litografia por feixe de eltrons, a equipe conseguiu construir matrizes das nanoestruturas que compem a metassuperfcie em uma escala nunca alcanada antes, gerando um dispositivo de quase 30 centmetros de dimetro.

As metassuperfcies so compostas por arranjos peridicos de meta-tomos em vrias escalas, tipicamente menores do que a onda que se deseja manipular. Esses meta-tomos funcionam como antenas de luz ao interagir com as ondas.

“Usando projeo de caracteres, estruturas de resoluo muito alta podem ser expostas em paralelo a velocidades comparativamente altas. Isso incomum para a litografia por feixe de eltrons,” detalhou Uwe Zeitner, membro da equipe.

A projeo de caracteres um mtodo no qual um padro dividido em unidades menores. Um feixe de eltrons ento usado para criar cada um desses pequenos padres em uma superfcie. Isso permite a fabricao de estruturas complexas com alta preciso e eficincia.

Esta nova tecnologia de fabricao permitir construir sistemas pticos significativamente mais finos. “Esta tecnologia pode revolucionar os sistemas pticos de imagem porque permitir reduzir o tamanho dos sistemas e, ao mesmo tempo, aumentar sua funcionalidade ptica,” disse Eilenberger.

“Estas metassuperfcies grandes so particularmente vantajosas para ptica compacta, em que grandes ngulos de deflexo so necessrios em um espao pequeno. Este o caso, por exemplo, dos culos de realidade virtual/aumentada. Designs vantajosos tambm podem ser realizados com tais abordagens para ptica muito pequena em celulares. Outras aplicaes potenciais incluem espectroscopia de alta resoluo ou hologramas gerados por computador,” disse Zeitner.

Outras notcias sobre:

Mais tópicos