ตอบสนองต่อความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับวัสดุออปติกที่มีประสิทธิภาพและปรับแต่งได้ซึ่งมีความสามารถในการปรับแสงที่แม่นยำเพื่อสร้างแบนด์วิธที่มากขึ้นในเครือข่ายการสื่อสารและระบบออปติคอลขั้นสูง ทีมนักวิจัยจาก Photonics Research Lab (PRL) ของ NYU Abu Dhabi ได้พัฒนานวนิยายสองมิติ วัสดุ (2D) ที่สามารถจัดการกับแสงได้อย่างแม่นยำเป็นพิเศษและสูญเสียน้อยที่สุด
วัสดุออพติคอลที่ปรับแต่งได้ (TOMs) กำลังปฏิวัติออปโตอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ ซึ่งเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ตรวจจับ สร้าง และควบคุมแสง ในวงจรโฟโตนิกส์แบบรวม การควบคุมคุณสมบัติทางแสงของวัสดุอย่างแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการปลดล็อกการใช้งานที่แปลกใหม่และหลากหลายในการจัดการแสง
วัสดุสองมิติเช่น Transition Metal Dichalcogenides (TMDs) และกราฟีนแสดงการตอบสนองทางแสงที่น่าทึ่งต่อสิ่งเร้าภายนอก อย่างไรก็ตาม การบรรลุการมอดูเลตที่โดดเด่นทั่วบริเวณอินฟราเรดคลื่นสั้น (SWIR) ในขณะที่ยังคงรักษาการควบคุมเฟสที่แม่นยำโดยมีการสูญเสียสัญญาณต่ำภายในขนาดที่กะทัดรัดถือเป็นความท้าทายอย่างต่อเนื่อง
ในรายงานฉบับใหม่เรื่อง "Electro-Optic Tuning in Composite Silicon Photonics Based on Ferroionic 2D Materials" ที่ตีพิมพ์ใน แสง: วิทยาศาสตร์และการประยุกต์ใช้ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดยนักวิทยาศาสตร์การวิจัย Ghada Dushaq และรองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและผู้อำนวยการของ PRL Lab Mahmoud Rasras ได้สาธิตแนวทางใหม่สำหรับการจัดการแสงแบบแอคทีฟผ่านการใช้วัสดุ CuCrP แบบเฟอร์โรอินิก 2 มิติ2S6 (ซี.ซี.พี.เอส.)
ทีมงานได้เพิ่มประสิทธิภาพและความกะทัดรัดของอุปกรณ์ด้วยการผสานรวมวัสดุสองมิติและอะตอมมิกชนิดแรกที่ไม่เหมือนใครเข้ากับโครงสร้างวงแหวนขนาดเล็กบนชิปซิลิคอน
เมื่อรวมเข้ากับอุปกรณ์ออพติคอลซิลิคอน วัสดุ 2D เหล่านี้แสดงความสามารถที่โดดเด่นในการปรับแต่งคุณสมบัติทางแสงของสัญญาณที่ส่งอย่างละเอียดโดยไม่มีการลดทอนใดๆ เทคนิคนี้มีศักยภาพในการปฏิวัติการตรวจจับสิ่งแวดล้อม การสร้างภาพด้วยแสง และการคำนวณแบบนิวโรมอร์ฟิก ซึ่งความไวแสงเป็นสิ่งสำคัญ
“นวัตกรรมนี้นำเสนอการควบคุมดัชนีการหักเหของแสงที่แม่นยำ ขณะเดียวกันก็ลดการสูญเสียทางแสง เพิ่มประสิทธิภาพการปรับสัญญาณ และลดรอยเท้า ทำให้เหมาะสำหรับออปโตอิเล็กทรอนิกส์รุ่นต่อไป” Rasras กล่าว
“มีการใช้งานที่น่าตื่นเต้นมากมายตั้งแต่อาร์เรย์แบบแบ่งเฟสและการสลับแสงไปจนถึงการใช้งานในการตรวจจับสภาพแวดล้อมและมาตรวิทยา ระบบการถ่ายภาพด้วยแสง และระบบ neuromorphic ในไซแนปส์ประดิษฐ์ที่ไวต่อแสง”