Lentes autoensamblables a nanoescala

Investigadores coreanos han creado unas lentes a nanoescala de resolución superalta utilizando un novedoso método de autoensamblaje. De momento, han demostrado que estas diminutas lentes se pueden utilizar para la litografía ultravioleta, para captar imágenes de objetos demasiado pequeños para ser captados con lentes convencionales y para captar fotones individuales a partir de una nanoestructura emisora de luz denominada punto cuántico.

Los límites de la resolución tanto de los microscopios de luz como de los instrumentos fotolitográficos utilizados por la industria de los semiconductores son una consecuencia de las propiedades fundamentales de la luz. Debido al modo en que la luz se dispersa o difracta, incluso una lente perfecta no puede distinguir dos objetos que están más cerca entre sí que la mitad de la longitud de onda de la luz utilizada para capar su imagen.

Otros investigadores están creando dispositivos que superan este límite de difracción utilizando los llamados metamateriales, que distorsionan la luz de forma antinatural, o las redes metálicas a nanoescala, que captan la luz a través de las interacciones de superficie. Las nuevas lentes desarrolladas por los investigadores de la Universidad Pohang de Ciencia y Tecnología, en Corea, superan el límite de difracción debido a su tamaño. Las lente son planas por un lado y esféricas por el otro y su diámetro varía desde unos 50 nanómetros a tres micrómetros.

El tamaño de cada lente está en la misma escala de longitud que la longitud de onda con laque interactúa, por lo que "la óptica habitual no se sostiene", señala Chee Wei Wong, director del Laboratorio de nanoestructuras ópticas de la Universidad de Columbia, en Nueva York, que ayudó a evaluar el rendimiento de las lentes. Es la primera vez que se comprueban las propiedades de una lente esférica tan pequeña, señala Kwang Kim, director del Centro de materiales superfuncionales de la Universidad Pohang, y director de la investigación.

El equipo de Kim fabrica las diminutas lentes esféricas evaporando una disolución que contiene moléculas orgánicas en forma de copa. Primero, la moléculas, que están basadas en anillos de carbono, se disuelven en un disolvente orgánico; luego, se añade agua y se deja que la disolución se evapore lentamente. Durante el proceso de evaporación, las moléculas orgánicas forman nanotubos cristalinos que originan las lentes. Según Kim, cambiando la temperatura y la velocidad de evaporación, es posible controlar el tamaño final de las lentes. Una vez que se forman, las lentes son estables.

El trabajo se describe en un artículo publicado en la revista Nature.

Fuente: Technology Review