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UFSCar aprimora uso de nanossensores para transmissão de dados em fibra ótica

Publicado em 06 agosto 2014

Parceria entre a Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e a Universidade de Würzburg, na Alemanha, aprimora a utilização de nanossensores para transmissão de dados em fibra ótica. O dispositivo possibilita o fluxo de informações com menor consumo de energia, a partir da utilização da luz e disparo de pulso elétrico.

 

O professor Victor Lopez, do Departamento de Física (DF) da UFSCar, explica que esses sensores são dispositivos com dimensões na escala nanométrica e propriedades mensuráveis e moduláveis, como temperatura, campos eletro-magnéticos e tensões. As informações podem ser convertidas em luz e transmitidas por fibra ótica. "As aplicações podem ser várias. Sensores desta índole consomem pouquíssima energia para funcionarem, podem ser acoplados diretamente a nanocircuitos sem afetar o funcionamento destes e podem ter a leitura feita remotamente já que emitem a informação em forma de luz que pode ser captada a distância", comenta o professor.

 

Lopez esclarece que a aplicação das teorias quânticas e na escala nanométrica, na ordem de um bilionésimo de um metro, exige precisão nos parâmetros de funcionamento do sensor, pois fatores externos e ambientais podem interferir na funcionalidade do sistema. Além disso, para a correta transmissão de dados, a luz deve apresentar características específicas como, por exemplo, comprimentos de onda na ordem de 1.310 a 1.550 nanometros, e o nanossensor deve ser capaz de detectar e amplificar o sinal da forma mais eficiente possível.

 

"A temperatura ou os campos externos, por exemplo, modificam as propriedades quânticas e a estrutura eletrônica do sistema e isto impacta tanto na condutividade do sistema, que pode ser medida fazendo passar corrente pelo dispositivo ou a luz que este emite a partir de um processo chamado eletro-luminescência. Tanto a intensidade da corrente como da luz emitida mudam drasticamente com a voltagem aplicada ao dispositivo permitindo sua calibragem e a realização de medidas", revela.

 

Diante desse desafio, os pesquisadores alemães e brasileiros se reuniram para aprimorar o projeto. "As pautas experimentais na Alemanha se juntaram às pautas teóricas dos modelos de cálculos de estrutura eletrônica que nós desenvolvemos na UFSCar", aponta o professor. Enquanto os pesquisadores alemães trabalham no desenvolvimento do dispositivo, na UFSCar serão realizadas simulações para indicar as condições ideais para o funcionamento do sensor. "Por enquanto estamos ainda produzindo resultados, testando várias composições para otimizar a resposta e trabalhamos na elaboração de uma proposta de patente que ainda deverá ser submetida para avaliação das agências correspondentes. O interesse industrial poderá ser avaliado após uma potencial patente estar disponível", adianta o pesquisador.

 

A parceria entre a UFSCar e a Universidade de Würzburg começou em 2006, com interesse mútuo das instituições. A colaboração entre as universidades e visitas possibilitaram a realização de estudos teóricos e projetos experimentais focados na caracterização magneto-óptica e de propriedades de transporte a baixas temperaturas desenvolvidos na UFSCar e as técnicas de crescimento e síntese de nanoestruturas formuladas na Alemanha.

 

No ano 2012, foi aprovado o projeto bi-lateral "Network for Nano-optics and Nano-electronics", financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e pelo Ministério de Educação do Estado da Baviera cujo foco, além da pesquisa básica, passa também a ser as potenciais aplicações tecnológicas dos estudos. A equipe é liderada pelos professores Lukas Worschech, da Universidade Würzburg, e Victor Lopez, da UFSCar. Também atuam nos estudos pesquisadores do Grupo de Propriedades Ópticas, Vibracionais, Spin e de Transporte em Nanoestrtuturas Semicondutoras do Departamento de Física da UFSCar e do Grupo de Física Técnica da universidade alemã.

 

"Assim, sistemas que já estudávamos pelo interesse nas suas propriedades fundamentais, tais como diodos de tunelamento ressonante, fios quânticos acoplados a pontos quânticos, tornaram-se potencialmente interessantes para aplicações tecnológicas dadas as propriedades que descobrimos em conjunto", reforça Lopez.

 

No Brasil, os estudos são financiados pela Fapesp, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), além da agência do Centro Universitário da Baviera para América Latina (Baylat).