Ciencia y Tecnología

Investigadores publican en la Revista Nature Scientific Reports

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Martes, 04 Agosto 2020
Agencia de Noticias Univalle

Investigadores y estudiantes del Departamento de Física de la Universidad del Valle publicaron en la prestigiosa revista Scientific Reports de Nature Research, clasificada por Scimago Journal & Country Rank en Q1 con un alto factor de impacto, el artículo titulado “Experimental realisation of tunable ferroelectric/superconductor (BTO/YBCO)N/STO 1D photonic crystals in the whole visible spectrum”.

El artículo es el resultado de un trabajo de colaboración de tres grupos de investigación del Departamento de Física: Películas Delgadas –GPD; Física Teórica del Estado Sólido –GFTES; y Tecnología, Información y Complejidad Cuántica -QuanTIC, y el Centro de Investigación e Innovación en Bioinformática y Fotónica -CIBioFi, los cuales a partir de la trayectoria, experticia e infraestructura de laboratorios, llevaron a cabo un estudio teórico y la correspondiente implementación y demostración experimental de una heteroestructura de material ferroeléctrico llamada titanato de bario y un material superconductor llamado itrio bario oxido de cobre, que funciona como un cristal fotónico que permite sintonizar y controlar la propagación de ondas electromagnéticas en el rango visible del espectro.

Los resultados del estudio ofrecen la posibilidad de desarrollar un dispositivo–cristal fotónico novedoso compuesto de un material ferroeléctrico y otro superconductor en forma de una heteroestructura fotónica unidimensional, con propiedades ópticas notables que funcionan por encima y por debajo de la temperatura de transición superconductora (80K).

En el trabajo se ha validado experimentalmente la fiabilidad óptica de la heteroestructura nanométrica, fabricada a través de mediciones de espectrometría de reflectancia en todo el rango visible y también modelado teóricamente por debajo y por encima de la temperatura crítica del superconductor para diferentes períodos de bicapas de la nanoestructura ferroeléctrico-superconductor que dan orígen al cristal fotónico.

Estos hallazgos allanan el camino para desarrollar nuevos dispositivos de cristales fotónicos que pueden fusionarse en circuitos fotónicos integrados, fibras ópticas e integración optoelectrónica o en dispositivos para la transmisión de información en el rango visible en entornos de baja temperatura, al tiempo que conservan sus propiedades eléctricas y ópticas.

Los investigadores involucrados en este trabajo son Luz Esther González, Nelson Porras y Juan Carlos Granada del GFTES y CIBioFi; Gustavo Zambrano, Jhon Edward Ordoñez y María Helena Gómez del GPD, y John Henry Reina y Carlos Melo de QuanTIC y CIBioFi, entre otros, gestionan ante la Oficina de Transferencia de Resultados de Investigación de la Universidad del Valle – OTRI, el proceso para patentar el dispositivo basado en un cristal fotónico que sintoniza y controla la propagación de ondas electromagnéticas en el rango visible del espectro.

La solicitud de patente pasó satisfactoriamente la revisión de patentabilidad, donde se concluyó que, a pesar de que existen tecnologías sustitutas, el dispositivo que se propone es novedoso ya que no se encontró resultado alguno que contenga las mismas características técnicas y ventajas diferenciales como la heteroestructura óptica para uso a temperaturas criogénicas que transmite/refleje luz en el rango visible del espectro, así como por la escogencia de los materiales utilizados para la fabricación del cristal (YBCO/BTO) en forma de películas delgadas nanoestructuradas con crecimiento epitaxial de alta calidad.

Scientific Reports es una revista de acceso abierto que publica investigaciones originales de todas las áreas de las ciencias naturales y clínicas y es la séptima revista más citada del mundo, con más de 35 mil citas en 2019.

El artículo puede ser encontrado en www.nature.com/scientificreports en el siguiente enlace: https://doi.org/10.1038/s41598-020-69811-4

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