En respuesta a la creciente demanda de materiales ópticos eficientes y sintonizables capaces de modular la luz con precisión para crear un mayor ancho de banda en redes de comunicación y sistemas ópticos avanzados, un equipo de investigadores del Laboratorio de Investigación Fotónica (PRL) de la Universidad de Nueva York en Abu Dabi ha desarrollado una nueva tecnología bidimensional. (2D) material capaz de manipular la luz con una precisión excepcional y una pérdida mínima.
Los materiales ópticos sintonizables (TOM) están revolucionando la optoelectrónica moderna, dispositivos electrónicos que detectan, generan y controlan la luz. En los circuitos fotónicos integrados, el control preciso de las propiedades ópticas de los materiales es crucial para desbloquear aplicaciones innovadoras y diversas en la manipulación de la luz.
Los materiales bidimensionales como los dichoslcogenuros de metales de transición (TMD) y el grafeno exhiben respuestas ópticas notables a estímulos externos. Sin embargo, lograr una modulación distintiva en una región infrarroja de onda corta (SWIR) y al mismo tiempo mantener un control de fase preciso con una baja pérdida de señal dentro de un espacio compacto ha sido un desafío persistente.
En un nuevo artículo titulado "Sintonización electroóptica en fotónica de silicio compuesto basada en materiales ferroiónicos 2D" publicado en Luz: ciencia y aplicaciones, el equipo de científicos, dirigido por el científico investigador Ghada Dushaq, y el profesor asociado de ingeniería eléctrica y director del laboratorio PRL Mahmoud Rasras, han demostrado una vía novedosa para la manipulación activa de la luz mediante la utilización de material ferroiónico 2D CuCrP.2S6 (CCPS).
Al integrar materiales bidimensionales y atómicamente delgados, los primeros de su tipo, en minúsculas estructuras de anillos en chips de silicio, el equipo ha mejorado la eficiencia y la compacidad del dispositivo.
Cuando se integran en dispositivos ópticos de silicio, estos materiales 2D exhiben una capacidad notable para ajustar con precisión las propiedades ópticas de la señal transmitida sin ninguna atenuación. Esta técnica tiene el potencial de revolucionar la detección ambiental, las imágenes ópticas y la computación neuromórfica, donde la sensibilidad a la luz es clave.
"Esta innovación ofrece un control preciso sobre el índice de refracción, al mismo tiempo que minimiza las pérdidas ópticas, mejora la eficiencia de la modulación y reduce la huella, lo que la hace adecuada para la optoelectrónica de próxima generación", dijo Rasras.
"Existe una interesante gama de aplicaciones potenciales, desde matrices en fase y conmutación óptica hasta su uso en metrología y detección ambiental, sistemas de imágenes ópticas y sistemas neuromórficos en sinapsis artificiales sensibles a la luz".