Resumen
Metasuperficies reconfigurables combinando materiales moleculares y calcogenuros (SURFING). En SURFING abrimos un nuevo
paradigma en el diseño de metasuperficies avanzadas combinando múltiples materiales reconfigurables, materiales moleculares de
transición de espín y calcogenuros, en una misma estructura. El objetivo final es obtener metasuperficies reconfigurables ensambladas
secuencialmente, multicapa, que sean sintonizables y biestables a temperatura ambiente, para manipular la luz con nuevos grados de
libertad para el desarrollo de dispositivos ópticos en espectro infrarrojo.
El control y manipulación de ondas electromagnéticas, desde RF hasta espectro visible, es un área de investigación en auge en todos los
campos de la física y la ingeniería. Actualmente, existe un interés creciente en explotar la radiación infrarroja (IR) debido a las numerosas
aplicaciones en imagen óptica IR. Durante las últimas décadas, los esfuerzos se han centrado en el desarrollo de fuentes y detectores de
IR eficientes y se han logrado importantes avances. Sin embargo, un factor limitante en el desarrollo de la óptica IR es la falta de métodos
para controlar la amplitud y la fase de la luz dispersa debido a las limitaciones en las propiedades del material natural. En este sentido, las
metasuperficies pueden superar estas limitaciones y proporcionar una manipulación avanzada de las ondas IR. La radiación IR con
longitudes de onda superiores a las de la luz visible facilita las técnicas de fabricación y permite la implementación de nanoestructuras
con comportamientos exóticos que pueden utilizarse para desarrollar dispositivos más compactos y eficientes.
Además de la posibilidad de controlar la dispersión, las metasuperficies ofrecen la posibilidad de integrar componentes activos que
permitan su reconfiguración y control dinámico del frente de onda. Las propiedades de las metasuperficies se pueden controlar
dinámicamente, en tiempo real, ajustando las propiedades de los materiales o cambiando su topología mediante accionamiento
mecánico. Normalmente, solo un elemento reconfigurable está integrado en la metasuperficie, lo que limita el rango de sintonía en la
respuesta. Sin embargo, para desarrollar una metasuperficie con un rango más amplio de reconfigurabilidad que permita un control total
de las propiedades de dispersión, es necesario incrementar los grados de libertad en el diseño. En este proyecto, damos un paso
adelante al combinar diferentes materiales reconfigurables con capacidad de reconfiguración independiente, para obtener un control real y
total de las propiedades de dispersión de las metasuperficies. Usando diferentes materiales reconfigurables con conmutación
independiente, podemos diseñar una metasuperficie con topologías menos restringidas por la configuración geométrica, como estructuras
multicapa hechas de diferentes materiales reconfigurables donde el rango de cambio de fase es diferente en cada capa.
La consecución de los objetivos descritos en este proyecto impactará en temas de interés actual en las áreas de Fotónica y Óptica:
dispositivos ópticos reconfigurables para espectroscopia infrarroja, biosensores, termografía, seguridad automotriz, astronomía y LIDAR,
que representan más del 60% del total de aplicaciones de la fotónica. El enfoque propuesto es radicalmente nuevo y podría impulsar una
nueva generación de metasuperficies reconfigurables con un rendimiento único.
