es.wedoany.com Noticia: La Universidad de Aalto de Finlandia, junto con un equipo de investigación multinacional, ha desarrollado un nuevo método similar a una "cirugía a escala nanométrica", que cubre los frágiles materiales de van der Waals con una "armadura nanométrica", permitiendo que la luz circule millones de veces en chips, logrando un récord. Según informa el Diario de Ciencia y Tecnología, esta investigación, publicada en línea el 13 de abril de 2026 en la revista Nature Materials, resuelve un problema central de fabricación que ha obstaculizado durante mucho tiempo el desarrollo de chips fotónicos más rápidos y eficientes, marcando la transición de los materiales de van der Waals de ser materiales de interfaz auxiliares a convertirse en materiales estructurales de dispositivos con funciones centrales.
Desde el auge del grafeno, los materiales de van der Waals han atraído gran atención debido a su estructura de capas atómicamente delgadas y sus excelentes propiedades electrónicas y ópticas. Según un comunicado de la Universidad de Aalto, la superficie de estos materiales es extremadamente plana a escala atómica y carece naturalmente de enlaces colgantes, lo que reduce efectivamente la pérdida por dispersión de la luz durante su propagación, siendo considerados materiales fundamentales para la próxima generación de chips fotónicos. Sin embargo, su estructura es extremadamente frágil, y las técnicas tradicionales de nanofabricación, como el grabado por haz de iones focalizado o el procesamiento por haz de electrones, pueden dañar fácilmente su estructura cristalina, lo que provoca una disminución significativa en el rendimiento del material, limitando durante mucho tiempo su transición de muestras de laboratorio a dispositivos funcionales. La investigadora Xiaoqi Cui de la Universidad de Aalto señaló que los métodos de fabricación estándar son demasiado agresivos, por lo que era necesario encontrar una nueva vía que permitiera el procesamiento de precisión sin dañar el material.
Para superar este cuello de botella, el equipo de investigación cubrió primero la superficie de los materiales de van der Waals con una película ultrafina de aluminio como capa protectora temporal antes de realizar el nanoprocesamiento. Según el comunicado de la Universidad de Aalto, esta capa de aluminio puede resistir el impacto destructivo del haz de iones focalizado, logrando un procesamiento con una precisión inferior a 100 nanómetros mientras se mantiene la calidad del cristal. El investigador Andreas Liapis explicó que esta capa de aluminio actúa como una armadura microscópica, capaz de absorber los efectos destructivos del haz de iones, haciendo posible el procesamiento fino con una precisión inferior a 100 nanómetros sin comprometer la calidad del cristal.
Utilizando este método, el equipo fabricó resonadores de microdisco de van der Waals de alta calidad. Según el artículo en Nature Materials, esta estructura de disco microscópico puede confinar eficazmente la luz, permitiendo que circule continuamente en un espacio muy reducido. Los datos experimentales muestran que el factor de calidad del dispositivo supera el millón, lo que significa que la pérdida de energía de la luz en cada ciclo es solo de una millonésima parte, permitiendo que la luz circule millones de veces sin una atenuación significativa. Según el comunicado de la Universidad de Aalto, este rendimiento es tres órdenes de magnitud superior al de los sistemas resonantes de van der Waals anteriores.
La larga permanencia de la luz en la estructura del microdisco también mejora significativamente su interacción no lineal con el material. Según el comunicado de la Universidad de Aalto, en experimentos de generación de segundo armónico, el equipo observó una eficiencia de conversión aproximadamente 4 órdenes de magnitud (es decir, unas 10.000 veces) mayor que el récord anterior, mostrando una capacidad de control de la luz extremadamente fuerte. El profesor Zhipei Sun, líder del equipo de investigación, señaló que al combinar la fuerte no linealidad intrínseca de los materiales de van der Waals con resonadores ópticos de ultra alto factor de calidad, este trabajo elimina uno de los mayores obstáculos en el campo de la fotónica de van der Waals.
Este avance proporciona una nueva ruta tecnológica para aplicaciones como circuitos fotónicos reconfigurables en chip, fuentes de luz cuántica y sensores ópticos de alta sensibilidad. Según el comunicado de la Universidad de Aalto, los resultados también demuestran que materiales que antes se consideraban demasiado frágiles para ser utilizados en ingeniería ahora pueden convertirse en bloques de construcción para la próxima generación de dispositivos ópticos mediante métodos de procesamiento protector. A medida que madura la tecnología de procesamiento de materiales de van der Waals, se espera que la velocidad de cálculo y la eficiencia energética de los chips fotónicos experimenten una mejora exponencial.
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