Ricercatori dell'Istituto di Scienze Applicate e Sistemi Intelligenti del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Napoli (Cnr-Isasi) in collaborazione con il Lawrence National Laboratory di Berkeley (California), hanno realizzato un microdispositivo che segna un passo avanti nel mondo della nanotecnologia e delle telecomunicazioni. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Advanced Optical Materials.
Il dispositivo in questione è un cristallo fotonico, una nanostruttura che sfrutta i fotoni, ovvero le particelle della luce, per trasmettere informazioni. "I cristalli fotonici possono supportare particolari configurazioni del campo elettromagnetico in cui la luce rimane 'confinata' all'interno del cristallo", afferma Gianluigi Zito, coordinatore della ricerca.
Una delle novità più sorprendenti del dispositivo è la sua capacità di creare "vortici di luce", fasci di fotoni generati da una carica topologica. Questi vortici sono controllabili e possono essere utilizzati in una varietà di applicazioni, tra cui la manipolazione di nanoparticelle e sistemi di telecomunicazione ottica. "I vortici di luce vengono solitamente generati attraverso sistemi macroscopici. Tuttavia, il dispositivo che abbiamo sviluppato è un chip dalle dimensioni migliaia di volte più piccole, prodotto attraverso gli standard di fabbricazione della nanoelettronica", spiega Edoardo De Tommasi, uno dei ricercatori coinvolti nel progetto.
La struttura del cristallo fotonico è stata realizzata attraverso un processo di nano-litografia a fascio elettronico. Il dispositivo può generare vortici di luce con un numero e "verso" specifici di avvolgimenti del fronte d'onda, a seconda delle condizioni di illuminazione. "Questo potrebbe rivoluzionare i sistemi ottici di telecomunicazione, inclusi quelli crittografici", aggiunge De Tommasi. "Ulteriori applicazioni di questo dispositivo potrebbero includere l'impartizione di proprietà quantistiche in sistemi combinati con vari nanomateriali, molto utilizzati nei chip fotonici attuali", conclude Zito. Con questa innovazione, il team italo-americano apre nuove frontiere nella scienza della luce e della nanotecnologia, con potenziali applicazioni che potrebbero cambiare drasticamente vari settori tecnologici.
