Fototecnología que da en el blanco

Los materiales innovadores con propiedades únicas impulsan la evolución de numerosos campos y el desarrollo de nuevos y emocionantes dispositivos. Una nueva clase de material, los plasmónicos, aprovecha la interacción entre la luz y materiales compuestos formados por metales y materiales dieléctricos para lograr propiedades ópticas inexistentes en la naturaleza. Se espera que estos metamateriales mejoren el rendimiento de muchos dispositivos optoelectrónicos, pero hasta ahora no ha sido posible emplearlos en aplicaciones prácticas.

El proyecto financiado con fondos europeos «Plasmonically-enhanced quantum dot photodetectors» (PEQUPHOT) se inició para romper esa barrera y demostrar el potencial de estos materiales. Se combinaron dos tecnologías innovadoras: un tipo de fotodetector de estructura nanométrica (punto cuántico) y una antena plasmónica.

El equipo escogió los fotodetectores porque la detección de señales ópticas es fundamental en numerosas aplicaciones. Cada vez hay más interés en los fotodetectores de punto cuántico basados en el procesamiento de soluciones y de bajo coste. No obstante, la sensibilidad se ha sacrificado para aumentar la velocidad. Al minimizar el área activa eléctricamente se aumenta la velocidad, pero el área activa ópticamente debe ser de un tamaño suficiente para poder captar muchos fotones. Las antenas plasmónicas concentran la luz a escala nanométrica y son el motor del proyecto.

Los científicos utilizaron una estructura de blanco plasmónica, formada por una disposición periódica de ranuras metálicas concéntricas. Estas ranuras concentran y enfocan la luz hacia el centro o blanco, mejorando de esta manera la transmisión a través de una apertura de sub-longitud de onda allí ubicada. De este modo, se redujo el área eléctricamente activa del fotodetector a la vez que se mantuvo el área ópticamente activa mediante una antena plasmónica. Los experimentos demostraron una mejora del rendimiento de los fotodetectores de punto cuántico. De hecho, el fotodetector de blanco plasmónico tuvo un rendimiento superior al de las dos referencias.

PEQUPHOT proporcionó nuevas pruebas convincentes de que la plasmónica puede mejorar el rendimiento de los dispositivos optoelectrónicos. El proyecto ha contribuido de manera significativa a un campo en crecimiento y ha reforzado la competitividad de la UE.