La luz que se propaga en una capa de nanopartículas dispersas muestra el principio de difusión, como las partículas de té en agua caliente. Cuanto más penetra la luz en la capa, menor es la densidad de energía. Sin embargo, los científicos del Complejo de Fotónica de la Universidad de Twente, logran convertir esta curva de difusión descendente en una curva ascendente, manipulando la luz incidente. El resultado es más energía de la luz dentro de una capa opaca, lo que podría conducir a células solares o LED con mejores rendimientos. Los resultados se publican en Nueva revista de física.
Incluso en un medio caracterizado por la aleatoriedad, como una colección de partículas no organizadas que dispersan la luz, la difusión neta de la luz es uniforme. Esto es típico de la difusión, un fenómeno que físicos como Albert Einstein y Adolf Fick ya estaban interesados enPodemos observarlo a nuestro alrededor.
La aleatoriedad en los experimentos UT existe de una capa de pintura blanca. La luz que cae sobre la colección de partículas de óxido de zinc de la que está hecha la pintura, será dispersada por las partículas. Comenzará a interferir con la luz, dispersada por las partículas vecinasSin embargo, se extenderá de manera uniforme. Teóricamente, la densidad de energía mostrará una caída lineal con profundidad de penetración. Los científicos del Complex Photonics Group MESA + Institute for Nanotechnology no dieron esto por sentado y trabajaron enuna forma de convertir la curva descendente en una ascendente, mejorando así el nivel de energía dentro de la capa. Siguiendo la curva de difusión fundamental, la densidad de energía aumenta hasta la mitad de la capa y luego cae.
¿Pero cómo hacer eso sin alterar la capa? ¿Y cómo mirar dentro de la capa opaca para verificar si funciona? En primer lugar, los científicos no alteran la capa, sino la luz. Su técnica de 'forma de frente de onda'que se desarrolló anteriormente, deja el camino abierto para programar las ondas de luz de tal manera que elijan las mejores vías y muestren un punto de luz brillante en la parte posterior de la capa. Esta técnica también es adecuada para el control activo del proceso de difusión¿Pero cómo demostrar que la luz se mueve de acuerdo con la curva deseada? Los científicos mezclan las partículas de pintura con esferas fluorescentes de tamaño nanométrico que actúan como reporteros dentro de la capa. Los niveles de energía local dentro de la capa se muestran mediante las esferas fluorescentes que emiten luz,con una cámara altamente sensible en la parte posterior de la capa que mide la intensidad fluorescente total.
Los niveles de energía medidos están muy de acuerdo con la curva de difusión mejorada. Por lo tanto, se puede ingresar significativamente más energía de luz en un medio de dispersión. En las células solares, habría más luz disponible para la conversión en energía eléctrica. Los LED blancos se pueden hacer másrentable, y se pueden desarrollar mejores láseres con un alto rendimiento. En aplicaciones médicas, es posible un mejor control de la iluminación del tejido. En primer lugar, los científicos prueban que es posible 'engañar' la luz dentro de medios complejos, quees todo un desafío
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Materiales proporcionado por Universidad de Twente . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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