Menjawab permintaan yang semakin meningkat untuk bahan optik yang cekap dan boleh dilaras yang mampu memodulasi cahaya yang tepat untuk mencipta lebar jalur yang lebih besar dalam rangkaian komunikasi dan sistem optik termaju, satu pasukan penyelidik di Makmal Penyelidikan Fotonik (PRL) NYU Abu Dhabi telah membangunkan novel dua dimensi. Bahan (2D) yang mampu memanipulasi cahaya dengan ketepatan yang luar biasa dan kehilangan yang minimum.
Bahan optik boleh tala (TOM) sedang merevolusikan optoelektronik moden, peranti elektronik yang mengesan, menjana dan mengawal cahaya. Dalam litar fotonik bersepadu, kawalan tepat ke atas sifat optik bahan adalah penting untuk membuka kunci aplikasi pecah tanah dan pelbagai dalam manipulasi cahaya.
Bahan dua dimensi seperti Transition Metal Dichalcogenides (TMDs) dan graphene mempamerkan tindak balas optik yang luar biasa kepada rangsangan luar. Walau bagaimanapun, mencapai modulasi tersendiri merentas rantau inframerah gelombang pendek (SWIR) sambil mengekalkan kawalan fasa yang tepat pada kehilangan isyarat rendah dalam jejak padat telah menjadi cabaran yang berterusan.
Dalam makalah baharu bertajuk "Penalaan Elektrooptik dalam Fotonik Silikon Komposit Berdasarkan Bahan 2D Ferroion" yang diterbitkan dalam Cahaya: Sains & Aplikasi, pasukan saintis, yang diketuai oleh Saintis Penyelidikan Ghada Dushaq, dan Profesor Madya Kejuruteraan Elektrik dan Pengarah PRL Lab Mahmoud Rasras, telah menunjukkan jalan baru untuk manipulasi cahaya aktif melalui penggunaan CuCrP bahan ferroionik, 2D2S6 (CCPS).
Dengan menyepadukan bahan pertama seumpamanya, dua dimensi dan nipis atom ke dalam struktur cincin kecil pada cip silikon, pasukan itu telah meningkatkan kecekapan dan kekompakan peranti.
Apabila disepadukan pada peranti optik silikon, bahan 2D ini mempamerkan kebolehan yang luar biasa untuk menala secara halus sifat optik isyarat yang dihantar tanpa sebarang pengecilan. Teknik ini berpotensi untuk merevolusikan penderiaan alam sekitar, pengimejan optik, dan pengkomputeran neuromorfik, di mana kepekaan cahaya adalah kunci.
"Inovasi ini menawarkan kawalan tepat ke atas indeks biasan, sambil meminimumkan kerugian optik secara serentak, meningkatkan kecekapan modulasi, dan mengurangkan jejak, menjadikannya sesuai untuk optoelektronik generasi akan datang," kata Rasras.
"Terdapat pelbagai aplikasi berpotensi yang menarik, daripada tatasusunan berperingkat dan pensuisan optik untuk digunakan dalam penderiaan dan metrologi alam sekitar, sistem pengimejan optik dan sistem neuromorfik dalam sinaps tiruan sensitif cahaya."