Bilim insanları, ışığı nanometre ölçeğinde kontrol edebilen yeni bir fotonik platform tanıttı. ‘Nanofotonik’ olarak bilinen bu yaklaşım, ışığın geleneksel malzemelerle mümkün olandan çok daha kompakt, verimli ve ayarlanabilir biçimde yönlendirilmesini sağlıyor.
GELENEKSEL MALZEMELERE SINIR
Bugüne kadar nanofotonik cihazlar çoğunlukla silikon ve benzeri malzemelere dayanıyordu. Ancak bu malzemeler, düşük kırılma indisi ve üretim sonrası sabit optik davranış gibi sınırlamalara sahipti. Bu durum, ışığı daha sıkı hapsetmeyi ve cihaz boyutlarını küçültmeyi zorlaştırıyor, ayrıca cihazların sonradan yeniden yapılandırılmasını engelliyordu.
KROM SÜLFÜR BROMÜR
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) bir grup araştırmacı, bu sorunları CrSBr (krom sülfür bromür) adı verilen katmanlı bir kuantum malzemesiyle aştı. Yüksek kırılma indisine sahip CrSBr, sadece 6 nanometre kalınlığında optik yapılar üretmeyi mümkün kılıyor. Dahası, malzeme üzerindeki optik mod, mütevazı bir manyetik alan uygulanarak geri dönüşümlü biçimde değiştirilebiliyor. Bu sayede ışığın akışı, hareketli parça veya sıcaklık değişimi olmadan dinamik olarak ayarlanabiliyor.
POLARİTONLARLA YENİ FOTONİK DAVRANIŞ
CrSBr’deki elektron-delik çiftleri olan eksitonlar, ışıkla güçlü etkileşimler kurarak polariton adı verilen hibrit parçacıkları oluşturuyor. Bu parçacıklar, doğrusal olmayan optik efektler ve yeni kuantum ışık iletim yöntemleri gibi ileri düzey fotonik davranışlara olanak tanıyor. Üstelik bu durum, ek optik boşluklar gerektirmeden doğal olarak gerçekleşiyor.
GELECEK UYGULAMALARA AÇIK
Çalışma şu an kriyojenik sıcaklıklarda gerçekleştirildi, ancak ekip, benzer işlevleri daha yüksek sıcaklıklarda sağlayabilecek yeni malzemeler üzerinde de araştırmalar yürütüyor. CrSBr’nin, entegre fotonik devrelerde pasif cihazlara ayarlanabilir bir katman eklemekten, kuantum simülasyonuna kadar geniş bir kullanım alanına sahip olabileceği belirtiliyor.
