Menanggapi meningkatnya permintaan akan bahan optik yang efisien dan dapat disetel yang mampu memodulasi cahaya secara presisi untuk menciptakan bandwidth yang lebih besar dalam jaringan komunikasi dan sistem optik canggih, tim peneliti di Photonics Research Lab (PRL) NYU Abu Dhabi telah mengembangkan sebuah novel, dua dimensi. Material (2D) yang mampu memanipulasi cahaya dengan presisi luar biasa dan kehilangan minimal.
Bahan optik merdu (TOM) merevolusi optoelektronik modern, perangkat elektronik yang mendeteksi, menghasilkan, dan mengontrol cahaya. Dalam sirkuit fotonik terintegrasi, kontrol yang tepat atas sifat optik material sangat penting untuk membuka terobosan dan beragam aplikasi dalam manipulasi cahaya.
Bahan dua dimensi seperti Transition Metal Dichalcogenides (TMDs) dan graphene menunjukkan respons optik yang luar biasa terhadap rangsangan eksternal. Namun, mencapai modulasi khusus di wilayah inframerah gelombang pendek (SWIR) sambil mempertahankan kontrol fase yang tepat pada kehilangan sinyal yang rendah dalam ukuran yang kompak telah menjadi tantangan yang terus-menerus.
Dalam makalah baru berjudul “Penalaan Elektro-Optik pada Fotonik Silikon Komposit Berbasis Bahan 2D Ferroionik” yang diterbitkan di Cahaya: Sains & Aplikasi, tim ilmuwan, yang dipimpin oleh Ilmuwan Riset Ghada Dushaq, dan Profesor Madya Teknik Elektro dan Direktur Lab PRL Mahmoud Rasras, telah mendemonstrasikan jalan baru untuk manipulasi cahaya aktif melalui pemanfaatan bahan 2D ferroionik CuCrP2S6 (CCPS).
Dengan mengintegrasikan bahan dua dimensi dan atom tipis ke dalam struktur cincin sangat kecil pada chip silikon, tim telah meningkatkan efisiensi dan kekompakan perangkat.
Ketika diintegrasikan ke perangkat optik silikon, material 2D ini menunjukkan kemampuan luar biasa untuk menyempurnakan sifat optik sinyal yang ditransmisikan tanpa redaman apa pun. Teknik ini berpotensi merevolusi penginderaan lingkungan, pencitraan optik, dan komputasi neuromorfik, yang mengutamakan sensitivitas cahaya.
“Inovasi ini menawarkan kontrol yang tepat terhadap indeks bias, sekaligus meminimalkan kehilangan optik, meningkatkan efisiensi modulasi, dan mengurangi jejak, sehingga cocok untuk optoelektronik generasi berikutnya,” kata Rasras.
“Ada beragam aplikasi potensial yang menarik, mulai dari array bertahap dan peralihan optik hingga digunakan dalam penginderaan lingkungan dan metrologi, sistem pencitraan optik, dan sistem neuromorfik dalam sinapsis buatan yang peka terhadap cahaya.”