Uma equipe da City University of New York (CUNY) e da Universidade do Texas em Austin demonstrou, pela primeira vez, como transformar excitons escuros — estados de luz e matéria que normalmente quase não emitem fótons — em emissores intensos e controláveis em escala nanométrica.
O avanço, descrito em artigo publicado em 12 de novembro de 2025 na revista Nature Photonics, amplia em até 300 000 vezes a emissão óptica desses estados quânticos e abre caminho para dispositivos fotônicos e de comunicação quântica mais rápidos, compactos e de baixo consumo energético.
Como foi feito
Para “acender” os excitons escuros, os pesquisadores construíram uma cavidade óptica nanométrica combinando nanotubos de ouro com uma única camada de seleneto de tungstênio (WSe2), material com apenas três átomos de espessura. Camadas ultrafinas de nitreto de boro foram inseridas para preservar as propriedades originais do semicondutor e permitir o forte acoplamento luz-matéria observado.
Controle elétrico e magnético
Além de tornar os excitons visíveis, o dispositivo permite ajustar sua emissão por meio de campos elétricos e magnéticos, recurso essencial para aplicações em fotônica integrada, sensores e transmissão de informações quânticas.
Novos estados revelados
Segundo o pesquisador Jiamin Quan, primeiro autor do estudo, o trabalho identificou uma nova família de excitons escuros “proibidos por spin” que nunca havia sido observada. A descoberta também resolve um debate de longa data sobre a capacidade de estruturas plasmônicas de intensificar esses estados sem modificar sua natureza.
Imagem: Internet
“Mostramos que é possível acessar e manipular estados antes inalcançáveis”, afirmou Andrea Alù, investigador principal do projeto e diretor da Photonics Initiative no Advanced Science Research Center da CUNY. “Isso abre oportunidades para tecnologias ópticas e quânticas de próxima geração.”
Com informações de Nanowerk
