Características estruturais do CCPS. Crédito:Light:Ciência e Aplicações (2024). DOI:10.1038/s41377-024-01432-2 Respondendo à crescente demanda por materiais ópticos eficientes e ajustáveis, capazes de modulação precisa da luz para criar maior largura de banda em redes de comunicação e sistemas ópticos avançados, uma equipe de pesquisadores do Laboratório de Pesquisa Fotônica (PRL) da NYU Abu Dhabi desenvolveu um novo e bidimensional Material (2D) capaz de manipular a luz com precisão excepcional e perda mínima.
Os materiais ópticos sintonizáveis (TOMs) estão revolucionando a optoeletrônica moderna, dispositivos eletrônicos que detectam, geram e controlam a luz. Em circuitos fotônicos integrados, o controle preciso sobre as propriedades ópticas dos materiais é crucial para desbloquear aplicações inovadoras e diversas na manipulação da luz.
Materiais bidimensionais como dichalcogenetos de metais de transição (TMDs) e grafeno exibem respostas ópticas notáveis a estímulos externos. No entanto, alcançar uma modulação distinta em uma região infravermelha de ondas curtas (SWIR) e, ao mesmo tempo, manter um controle de fase preciso com baixa perda de sinal em um espaço compacto tem sido um desafio persistente.
Em um novo artigo intitulado "Electro-Optic Tuning in Composite Silicon Photonics Based on Ferroionic 2D Materials" publicado em Light:Science &Applications , a equipe de cientistas, liderada pelo cientista pesquisador Ghada Dushaq, e pelo professor associado de engenharia elétrica e diretor do PRL Lab Mahmoud Rasras, demonstraram um novo caminho para a manipulação ativa da luz através da utilização de material 2D ferroiônico CuCrP2 S 6 (CCPS).
Ao integrar materiais bidimensionais e atomicamente finos, os primeiros do gênero, em minúsculas estruturas de anéis em chips de silício, a equipe melhorou a eficiência e a compacidade do dispositivo.
Quando integrados em dispositivos ópticos de silício, esses materiais 2D exibem uma capacidade notável de ajustar com precisão as propriedades ópticas do sinal transmitido sem qualquer atenuação. Esta técnica tem o potencial de revolucionar a detecção ambiental, a imagem óptica e a computação neuromórfica, onde a sensibilidade à luz é fundamental.
"Esta inovação oferece controle preciso sobre o índice de refração, ao mesmo tempo em que minimiza as perdas ópticas, aumenta a eficiência da modulação e reduz a pegada, tornando-a adequada para a optoeletrônica da próxima geração", disse Rasras.
"Há uma gama interessante de aplicações potenciais, desde phased arrays e comutação óptica até uso em sensoriamento ambiental e metrologia, sistemas de imagem óptica e sistemas neuromórficos em sinapses artificiais sensíveis à luz."
