nanofotónica

Nanofotónica es una disciplina que estudia y utiliza la interacción de la luz con estructuras a escala nanométrica para controlar fenómenos ópticos. Su objetivo es confinar, guiar, transformar y emitir señales lumínicas mediante nanoestructuras cuyo tamaño se aproxima a o es inferior a la longitud de onda. Las principales líneas de trabajo incluyen la plasmonómica de superficies, resonadores y guías dieléctricos en nanoescala, cristales fotónicos y metamateriales, así como aspectos de óptica cuántica en sistemas acoplados a qubits.

Materiales y técnicas: los plasmones de superficie en metales como oro y plata permiten un fuerte confinamiento pero con pérdidas; los resonadores dieléctricos (p. ej., Si, TiO2) ofrecen menor disipación. Las plataformas pueden fabricarse mediante litografía electrónica, autoensamblaje o nanoimpresión, y estudiarse con simulaciones numéricas (FDTD, FEM). La microscopía de campo cercano es una herramienta clave de caracterización.

Aplicaciones: sensores ópticos de alta sensibilidad, con detección de moléculas y cambios en el índice de refracción; imagenología y microscopía de superresolución; fotónica integrada para comunicaciones y procesamiento de información; conversión de energía, detección biomédica y fotocatálisis.

Desafíos y tendencias: las pérdidas en metales y la variabilidad de fabricación dificultan la reproducibilidad; la integración con electrónica y plataformas CMOS exige compatibilidad de procesos; se investigan materiales alternativos como grafeno y otros 2D y las perovskitas para reducir pérdidas y ampliar funcionalidades.