Delft Texnologiya Universiteti tərəfindən

Stefani Baum tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriİşığın (mavi rəngdə) kristalın elektrik sahəsi ilə birləşdiyi (yaşıl rəngdə) çipin içərisində 2D kristalın bədii təəssüratı. Kredit: TU Delft / Nijmegen Universiteti

TU Delft və Radboud Universitetinin (Hollandiya) tədqiqatçıları aşkar ediblər ki, ikiölçülü ferroelektrik material CuInP₂S₆ (CIPS) başqa heç bir materialda olmadığı kimi mavi və ultrabənövşəyi işığın keçdiyi yolu və xassələrini idarə etmək üçün istifadə edilə bilər.

Ultrabənövşəyi işığın qabaqcıl çip istehsalı, yüksək ayırdetməli mikroskopiya və yeni nəsil optik kommunikasiya texnologiyalarının əsas qüvvəsi olduğu üçün belə işıq üzərində çip üzərində nəzarətin təkmilləşdirilməsi həyati əhəmiyyət kəsb edir. Tədqiqatçıların Advanced Optical Materials jurnalında təsvir etdiyi kimi , CIPS inteqrasiya olunmuş fotonik üçün maraqlı yeni imkanlar açaraq çiplərə inteqrasiya oluna bilər.

Xüsusi bir ferroelektrik növü

CIPS atom laylı ferroelektrik materialdır, yəni o, struktur daxilində də hərəkət edə bilən mis ionlarının yerdəyişməsi səbəbindən daxili daxili elektrik dipolunu daşıyır. CIPS, mis ionlarının bu hərəkəti iki ölçülü kristalın qalınlığından güclü şəkildə asılı olduğu üçün fərqlənir.

Delft və Nijmegendən olan komanda, qalınlıqdan asılı olan ferroelektrik davranışın kristalın işığı nə qədər yavaşlatdığını və əydiyini göstərən qalınlıqdan asılı qırılma indeksinə nail olmaq üçün istifadə edilə biləcəyini kəşf etdi.

Məqalənin ilk müəllifi Houssam El Mrabet Haje deyir ki, “Toplu materialdan cəmi on nanometr qalınlığında bir təbəqəyə keçərək, CIPS-in sınma indeksi gözlənilməz, “anomal” şəkildə demək olar ki, 25% dəyişdi.”

Ən maraqlısı odur ki, komanda CIPS-in mavi-UV diapazonunda nəhəng iki qırılma nümayiş etdirdiyini tapdı: kristal vasitəsilə müstəvidən kənara çıxan işıq, təyyarədə hərəkət edən işıqdan çox fərqli bir sındırma indeksi yaşayır. Təxminən 340 nanometr (UV-ə yaxın) dalğa uzunluqlarında bu fərq təqribən 1,24-ə çatır – bu spektrin bu hissəsində indiyədək bildirilmiş ən böyük daxili iki qırılmadır.

Houssam qeyd edir, “Bu o deməkdir ki, CIPS mürəkkəb nanostrukturlaşdırmaya ehtiyac olmadan qısa dalğa uzunluğunda işıq üçün son dərəcə güclü qütbləşmə və faza nəzarət elementi kimi çıxış edə bilər. Bu, CIPS-in bir çox fotonik tətbiqləri üçün potensial oyun dəyişdiricisi olduğunu təsdiqləyir.”

Düzgün qalınlığın seçilməsi

Tam mənzərə hələ müəyyən edilməsə də, komanda CIPS kristalının içərisində işləyən yeni mexanizm təklif edir.

“İşıq salınan elektrik və maqnit sahələrini daşıyır; CIPS-də bu sahələr təkcə elektronlarla deyil, həm də yerdəyişmiş mis ionlarının yaratdığı daxili elektrik sahəsi ilə birləşir. CIPS-i bu qədər xüsusi edən mis ionunun konfiqurasiyasının və buna görə də materialın işıqla birləşməsinin kristal qalınlığı ilə dəyişməsidir. Bu, sadəcə olaraq, CIPS-ə düzgün cavab reaksiyasını mümkün edir. qalınlığı,” Houssam izah edir.

İşığın heykəltəraşdırılması üçün yeni alətlər

Layihənin baş müstəntiqi Mazhar N. Əli bildirir ki, ” CIPS belə xüsusiyyətlərə malik olan yeganə material deyil. Bizim ferroelektrik qütbləşmə və mobil ionların işıq-maddə qarşılıqlı təsirini formalaşdırmaq üçün birlikdə işlədiyi bir mexanizm kəşfimiz digər ferroelektrik materiallara da şamil edilə bilər.” Beləliklə, iş daha geniş dizayn prinsipini təklif edir, burada materialların geniş dalğa uzunluqlarında işığı heykəlləndirmək üçün yeni alətlər əldə etmək üçün daxili sahələri modulyasiya edən mobil ionları ehtiva etmək üçün hazırlanmışdır.

Houssam belə bir nəticəyə gəlir: “Daha çox görülən işlərlə, CIPS əsaslı strukturlar inteqrasiya olunmuş elektro-optika üçün tənzimlənən UV/mavi komponentləri dəstəkləyə bilər – təkcə elektronlar tərəfindən deyil, həm də qalınlığı bir metrin milyardda bir hissəsi olan kristalın içərisindəki ionların hərəkəti ilə idarə olunur”.

Daha çox məlumat: Houssam El Mrabet Haje və digərləri, 2D Ferrielectric CuInP ₂ S ₆ -da Anormal Refraksiya İndeksinin Modulyasiyası və Nəhəng Birkəsmə , Təkmil Optik Materiallar (2025). DOI: 10.1002/adom.202502291

Jurnal məlumatı: Advanced Optical Materials 

Delft Texnologiya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir