Pablo Alonso, ERC Starting Grant

Pablo Alonso, de la Universidad de Oviedo y miembro del GEFES, ha obtenido una ERC Starting Grant por el proyecto “Nano-óptica bidimensional: de la nanotecnología cuántica a la nano-bio-fotónica“.

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La interacción de luz y materia tiene una gran importancia en las ciencias físicas y particularmente en todas las tecnologías ópticas. Su comprensión y completo control es uno de los objetivos más buscados en la física moderna. Sin embargo, hasta ahora, la experimentación en este campo se ha limitado casi en su totalidad al ámbito de la óptica convencional, donde el límite de difracción impone la imposibilidad de controlar la luz en tamaños menores que la mitad de su longitud de onda. Esta limitación impide, por tanto, explotar las extraordinarios efectos y capacidades que aportan tanto la nanociencia como la nanotecnología.

Una solución para superar el límite de difracción de la luz y, por tanto, concentrar los campos ópticos en volúmenes extremadamente pequeños, es la excitación de polaritones de superficie de plasmones (SPPs) o de fonones (SPhPs) (oscilaciones acopladas de fotones y cargas libres/ligadas en metales/materiales polares, respectivamente). Durante las últimas dos décadas, las grandes promesas iniciales de estas ondas de superficie se han visto truncadas debido a las grandes pérdidas ópticas y la imposibilidad de su control mediante un campo eléctrico en los metales, y a las grandes dificultades tecnológicas de fabricar estructuras de alta calidad óptica en los materiales polares.

Sin embargo, durante los últimos años, la aparición de materiales bidimensionales con extraordinarias propiedades ópticas como el grafeno o el nitruro de boro hexagonal (h-BN), ha permitido obtener SPPs (grafeno) y SPhPs (h-BN) con pocas pérdidas ópticas y sintonizables con un campo eléctrico (en el caso del grafeno), introduciendo así, un nuevo horizonte de posibilidades en el control de la luz a la nanoescala.

Inspirado por estos logros iniciales, el proyecto ERC 2DNANOPTICA pretende desarrollar en su totalidad una nueva plataforma tecnológica basada en materiales bidimensionales que incluyendo fuentes de luz coherentes, guías de onda y eficientes detectores, permita un control sin precedentes de la luz en la nanoescala y de sus interacciones con la materia, incluyendo vibraciones moleculares individuales. Trata, por tanto, de constituir los cimientos de un nuevo campo: la nano-óptica bidimensional.