新型2D材料以极高的精度和最小的损失操纵光

为了满足对能够精确光调制以在通信网络和先进光学系统中创造更大带宽的高效、可调谐光学材料日益增长的需求，纽约大学阿布扎比光子学研究实验室(PRL)的一组研究人员开发了一种新颖的二维材料(2D)材料能够以卓越的精度和最小的损耗操纵光。

可调谐光学材料(TOM)正在彻底改变现代光电子学、检测、产生和控制光的电子设备。在集成光子电路中，对材料光学特性的精确控制对于解锁光操纵方面的突破性和多样化应用至关重要。

过渡金属二硫化物(TMD)和石墨烯等二维材料对外部刺激表现出显着的光学响应。然而，在短波红外(SWIR)区域实现独特的调制，同时在紧凑的占地面积内以低信号损耗保持精确的相位控制一直是一个持续的挑战。

在《光：科学与应用》上发表的题为“基于铁离子二维材料的复合硅光子学中的电光调谐”的新论文中，由研究科学家GhadaDushaq和电气工程副教授兼PRL主任领导的科学家团队MahmoudRasras实验室展示了一种通过利用铁离子二维材料CuCrP2S6(CCPS)进行主动光操纵的新途径。

通过将首创的二维原子薄材料集成到硅芯片上的微小环形结构中，该团队提高了设备​​的效率和紧凑性。

当集成到硅光学器件上时，这些2D材料表现出卓越的能力，可以在没有任何衰减的情况下微调传输信号的光学特性。这项技术有可能彻底改变环境传感、光学成像和神经形态计算，其中光敏感性是关键。

Rasras表示：“这项创新提供了对折射率的精确控制，同时最大限度地减少了光学损耗，提高了调制效率，并减少了占地面积，使其适合下一代光电器件。”

“有一系列令人兴奋的潜在应用，从相控阵和光学开关到环境传感和计量、光学成像系统以及光敏人工突触中的神经形态系统。”