Pesquisadores de universidades da China, Estados Unidos e Coreia do Sul demonstraram um cristal polaritônico híbrido capaz de modificar suas propriedades ópticas em tempo real por meio de tensão elétrica. O trabalho, publicado em 2 de fevereiro de 2026 na revista Light: Science & Applications, integra grafeno e óxido de molibdênio alfa (α-MoO3) para permitir o ajuste dinâmico de modos de Bloch e da emissão de luz em escala nanométrica.
O dispositivo foi desenvolvido por cientistas da Tongji University, Central South University, City University of New York e Pohang University of Science and Technology. A equipe esculpiu no α-MoO3 uma matriz de furos em escala nanométrica, formando um cristal polaritônico. Sobre essa estrutura, depositou-se uma folha de grafeno que funciona como elemento de controle elétrico.
No arranjo empilhado, os fonon-polaritons de baixa perda e forte confinamento presentes no óxido de molibdênio interagem com os plasmon-polaritons eletricamente sintonizáveis do grafeno. O acoplamento gera um novo tipo de excitação — o fonon-plasmon polariton híbrido — que combina a capacidade de direcionamento e baixa atenuação dos fonon-polaritons com a tunabilidade do grafeno.
A chave da reconfiguração está na porta eletrostática. Ao variar a tensão aplicada ao grafeno, os pesquisadores alteraram sua densidade de carga, o que modificou o acoplamento entre a camada de carbono e a luz. Como resultado, o comprimento de onda, a intensidade e o padrão espacial dos modos de Bloch do cristal foram ajustados instantaneamente. Essas mudanças foram observadas diretamente com microscopia óptica de campo próximo por espalhamento (s-SNOM).
O estudo também demonstrou controle ativo da estrutura de bandas. O deslocamento elétrico de regiões de banda plana — que concentram estados ópticos em uma faixa de energia estreita — permitiu alinhar essas regiões à frequência do laser incidente, amplificando seletivamente modos desejados. Além disso, ao mover as bandas planas para dentro ou fora do cone de luz, foi possível ligar ou desligar a radiação para o espaço livre, sem qualquer alteração física na amostra.
Imagem: Internet
Segundo os autores, a plataforma estabelece um caminho para sistemas nanofotônicos adaptativos, dispositivos ópticos reconfiguráveis e chaves integradas em chip, graças à combinação de baixa perda e controle elétrico imediato.
Com informações de Nanowerk
