Localização de luz: uma maneira para construção de dispositivos fotônicos avançados

Resumo

A localização de Anderson é um dos fenômenos mais interessante da física do estado sólido. Particularmente, a localização da luz (meios espalhadores fortemente desordenados) é uma fronteira aberta de investigação cientifica. A qual além de ser um tópico fundamental, está também poderia apresentar aplicações significativas. Os meios espalhadores têm atraído muita atenção nos recentes anos, focando as pesquisas desde em investigações fundamentais, tais como a localização da luz e outros fenômenos envolvendo a interação entre fótons, até suas potenciais aplicações na energia solar, foto catalizadores, lasers randômicos (RL) e outros dispositivos fotônicos avançados. Em um trabalho anterior, reportou-se várias evidencias experimentais da localização da luz em uma suspensão coloidal composta de nano partículas núcleo-casca (TiO2@Silica) em suspensão etanólica de rodamina 6G (R6G). Foi observado um novo fenômeno de supressão da interação entre os modos localizados do RL, o qual torna este RL em nova fonte de luz. Outro meio espalhador para a localização da luz e a intensificação da interação luz-matéria tem sido as NPs plasmonicas, o qual é mediado pelo fenômeno de ressonância plasmônica superficial localizada (LSPR). Em um recente trabalho Ermakov, Jimenez-Villar et al. demonstrarão um novo método para fabricar nanoestruturas metálicas com tamanho controlado e revestidas de uma camada porosa de sílica (Ag@Silica). A fotoluminescência (PL) destas NPs de Ag@Silica, junto com suas outras propriedades, como pequeno tamanho e baixa toxicidade fazem muito promissórias suas aplicações como marcadores biológicos. A sintonização da frequência de LSPR é interessante na exploração da intensificação superficial do espalhamento raman (SERS) em objetos onde a diminuição da luminescência é indesejável, o qual pode ser evitado pela presencia da casca de sílica. Outra alternativa para aplicação destas NPs de Ag@Silica é a ativação seletiva da atividade antibacteriana irradiada com a frequência do LSPR.O principal objetivo deste projeto é o aprofundamento dos estudos sobre a localização da luz e fenômenos associados, visando desenvolver avançados dispositivos fotônicos. Serão realizados um conjunto de experimentos de transporte da luz, tais como, transmissão coerente, transmissão total, propagação da nuvem de fótones, retro espalhamento coerente, etc. O estudo da intensificação da absorção do índice de refracção e dos processos não lineais serão também objetivos centrais. Assim como serão exploradas suas potenciais aplicações em laser randômicos e em ferramentas de detecção avançadas. A localização da luz em uma suspensão coloidal abre uma grande porta no campo da fotônica, o qual vai desde o desenho e fabricação de novos reatores fotoquímicos, ponderosas ferramentas de detecção, laser randômicos e outros dispositivos fotônicos avançados, até em investigações fundamentais, tais como a natureza quântica da luz. (AU)