Metadispositivos optoelectrónicos. La integración efectiva de metasuperficies en dispositivos electrónicos exige un enfoque de código cuidadoso que aborde componentes fotónicos y electrónicos. Dependiendo de su funcionalidad, los metadispositivos se pueden clasificar en tres tipos: (i) dispositivos de emisión (LED, pantallas, láseres); (ii) dispositivos de modulación (moduladores de luz espacial, LIDAR, interruptores); y (iii) dispositivos de absorción (detectores, generadores de imágenes, células solares). Crédito: Ciencia (2024). DOI: 10.1126/ciencia.adm7442
Una revisión international de los avances en la integración de metasuperficies (conjuntos planos delgados de nanoestructuras) en dispositivos optoelectrónicos destaca su potencial para transformar tecnologías como los diodos emisores de luz (LED), láseres, moduladores ópticos y fotodetectores. Este progreso puede allanar el camino para avances en industrias como la realidad digital y aumentada (AR/VR), la comunicación óptica, la gestión térmica, la energía photo voltaic y las tecnologías cuánticas.
La revisión, dirigida por investigadores del Instituto A*STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales (A*STAR IMRE) y la Universidad de Stanford, y en colaboración con la Universidad Tecnológica de Nanyang y la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur, se publicó en Ciencia el 29 de noviembre de 2024.
Las metasuperficies son capas diseñadas extremadamente delgadas hechas de pequeños bloques de construcción (nanoestructuras) que pueden doblar, reflejar o cambiar la luz con precisión. Estos materiales avanzados ofrecen oportunidades para mejorar el rendimiento del dispositivo. Por ejemplo, metasuperficie-Los fotodetectores integrados pueden capturar información de luz más compleja, como datos espectrales y de polarización, impulsando el progreso en los sistemas de imágenes y la computación óptica. De manera comparable, en los LED, las metasuperficies mejoran los rendimientos cuánticos y permiten una direccionalidad y un management de colour precisos en los LED.
Al integrar estos materiales versátiles en dispositivos como LED, láseres y fotodetectores, los investigadores han demostrado un potencial significativo para lograr avances en rendimiento, eficiencia y compacidad.
- AR/VR y pantallas: las metasuperficies hacen posible ópticas ultracompactas de alta resolución, que admiten dispositivos portátiles más inmersivos y livianos.
- Energía Renovable: Mejor absorción de luz y eficiencia de conversión de energía en células solares contribuir a una mayor sostenibilidad.
- Comunicación óptica y láseres: la calidad mejorada del haz y el management de polarización permiten una transmisión de datos más rápida y confiable.
- Detección e imágenes: los fotodetectores habilitados para Metasurface capturan datos complejos de campos de luz, lo que mejora el diagnóstico de atención médica, el monitoreo ambiental y el transporte autónomo.
«Las metasuperficies ofrecen un enfoque revolucionario para la manipulación de la luz, combinando precisión, versatilidad y compacidad», dijo el Dr. Ha Son Tung, científico principal de A*STAR IMRE. «Esto podría cambiar la forma en que industrias como la energía renovable, la atención médica y la manufactura avanzada utilizan la luz».
Los esfuerzos futuros se centrarán en mejorar la multifuncionalidad de las metasuperficies, permitiéndoles realizar funciones ópticas, electrónicas y térmicas simultáneamente. Para facilitar la ampliación de las aplicaciones comerciales, el equipo tiene como objetivo desarrollar técnicas de fabricación escalables que se alineen con los estándares de la industria y garanticen la compatibilidad de materiales para una integración perfecta.
Más información:
Son Tung Ha et al, Metadispositivos optoelectrónicos, Ciencia (2024). DOI: 10.1126/ciencia.adm7442
Proporcionado por
Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación (A*STAR), Singapur
Citación: Avance del management de la luz: Nuevas oportunidades para metasuperficies en optoelectrónica (2024, 20 de diciembre) obtenido el 21 de diciembre de 2024 de https://phys.org/information/2024-12-advancing-opportunities-metasurfaces-optoelectronics.html
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