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Integración de nanomateriales de transición de espín y materiales bidimensionales (2D) en dispositivos fotónicos y en su caracterización óptica

Instituto Universitario de Tecnología NanoFotónica

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En el ámbito de la nanotecnología, surge la necesidad de integrar nanomateriales de transición de espín y materiales bidimensionales (2D) en dispositivos fotónicos para abordar las limitaciones actuales en términos de eficiencia y funcionalidad. Los clientes buscan soluciones que permitan mejorar la interacción entre la luz y la materia, así como optimizar el rendimiento de los dispositivos fotónicos en diversas aplicaciones en telecomunicaciones, sensores, biomedicina, computación cuántica o inteligencia artificial.

Tradicionalmente, la resolución de esta problemática se ha basado en la utilización de materiales convencionales en dispositivos fotónicos. Sin embargo, esta aproximación presenta limitaciones en términos de eficiencia y capacidad de manipulación de propiedades ópticas. La falta de integración eficaz de nanomateriales avanzados y materiales 2D ha limitado las capacidades de estos dispositivos para alcanzar su máximo potencial en aplicaciones de última generación.

Desde la UPV, se propone una innovadora integración de nanomateriales de transición de espín y materiales bidimensionales en dispositivos fotónicos, acompañada de una exhaustiva caracterización óptica. Este enfoque se distingue por su capacidad para superar las limitaciones actuales, ofreciendo mejoras significativas en la eficiencia y funcionalidad de los dispositivos fotónicos. La sinergia entre estos nanomateriales y materiales bidimensionales propuestos por la UPV representa una alternativa superior a las soluciones convencionales, brindando un enfoque más avanzado y eficiente para las necesidades emergentes en el campo de la nanofotónica

Responsable científico

Pinilla Cienfuegos Elena

Participantes

Griol Barres Amadeu, Pinilla Cienfuegos Elena, Ortiz de Zárate Díaz David, Díaz Fernández Francisco Javier, Gómez Hernández Víctor Jesús, Mengual Chulia Teresa, Díaz Rubio Elena

Aplicaciones

La integración de nanomateriales de transición de espín y materiales bidimensionales en dispositivos fotónicos ofrece una amplia gama de aplicaciones prometedoras en diversas áreas. Algunas de las posibles aplicaciones incluyen: 1. Sensores avanzados para detección de gases, bioquímica y monitoreo ambiental. 2. Mejora de la eficiencia y velocidad en comunicaciones ópticas. 3. Desarrollo de redes de comunicación más rápidas y fiables. 4. Componentes para la computación cuántica, como moduladores y conmutadores ópticos. 5. Dispositivos optoelectrónicos más eficientes para tecnologías de la información y las comunicaciones. 6. Mejora en la eficiencia de la conversión de energía solar en electricidad en energía fotovoltaica. 7. Aplicaciones en imagen médica. 8. Desarrollo de metamateriales reconfigurables y dispositivos ópticos avanzados con propiedades controlables. 9. Desarrollo de dispositivos fotónicos para la industria de semiconductores. 10. Dispositivos optoelectrónicos para sistemas de iluminación. 11. Aplicaciones en sistemas de detección y reconocimiento para seguridad y defensa. 12. Desarrollo de dispositivos fotónicos más eficientes para aplicaciones en el Internet de las cosas (IoT). 13. Investigación y avances en técnicas de manipulación de luz a escala nanométrica.

Ventajas técnicas

Sensores avanzados: La capacidad de manipular propiedades ópticas en dispositivos fotónicos permite el desarrollo de sensores ultrasensibles para diversas aplicaciones, como detección de gases, bioquímica y medio ambiente. Comunicaciones ópticas: Mejora de la eficiencia y velocidad de las comunicaciones ópticas mediante dispositivos fotónicos más eficientes, lo que puede contribuir al desarrollo de redes de comunicación más rápidas y fiables. Computación cuántica: La nanofotónica avanzada puede desempeñar un papel crucial en el desarrollo de componentes para la computación cuántica, donde la manipulación de fotones es esencial para el procesamiento y la transmisión de información cuántica. Dispositivos optoelectrónicos: Creación de dispositivos optoelectrónicos mejorados, como moduladores y conmutadores ópticos, que son fundamentales para el desarrollo de la tecnología de la información y las comunicaciones. Energía fotovoltaica: Mejora de la eficiencia en la conversión de energía solar en electricidad mediante el diseño de dispositivos fotónicos más eficientes y sensibles a la luz. Imagen médica: Aplicaciones en el campo de la imagen médica para mejorar la resolución y sensibilidad de los dispositivos utilizados en técnicas de imagen como la tomografía óptica coherente. Diseño de metamateriales: Posibilidad de crear metamateriales reconfigurables y dispositivos ópticos avanzados con propiedades controlables, lo que abre nuevas posibilidades en el campo de la ingeniería de materiales.

Experiencia relevante

El Centro de Tecnología Nanofotónica (NTC) de la Universitat Politècnica de València (UPV) se ha destacado por su experiencia pionera en el desarrollo de tecnologías avanzadas que integran nanomateriales en dispositivos fotónicos. Con un enfoque innovador, el NTC ha llevado a cabo investigaciones de vanguardia para abordar las limitaciones actuales en eficiencia y funcionalidad en este campo emergente. La combinación de conocimientos especializados y una sólida infraestructura de investigación ha permitido a la UPV proponer soluciones disruptivas, destacándose en la creación de dispositivos fotónicos más eficientes y versátiles. La colaboración interdisciplinaria y la integración de estas tecnologías emergentes han colocado al NTC en una posición destacada, contribuyendo significativamente al avance de la nanofotónica y generando un impacto positivo en diversas áreas científicas e industriales. Este consolidado conocimiento de la tecnología nanofotónica está avalado por una amplia experiencia en proyectos de investigación tanto nacionales como internacionales, y con proyectos con empresas locales, nacionales e internacionales que han dado fruto en múltiples publicaciones en revistas de prestigio, patentes y la creación de empresas spin-off.