• LATEST
    • A PHP Error was encountered

      Severity: Notice

      Message: Undefined variable: latest

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48

      A PHP Error was encountered

      Severity: Warning

      Message: Invalid argument supplied for foreach()

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48


Penemuan Nanofotonika TMDC

Kolaborasi riset ilmiah ilmuwan Ruggero Verre dan koleganya (Ruggero Verre, et al, 2019) pada Chalmers University of Technology di Swedia, menemukan cara sama sekali baru menangkap, memperkuat dan menghubungkan cahaya dengan materi (matter) hingga nanolevel. Dengan menggunakan kotak kecil (a tiny box), yang terbuat dari lapisan tipis susunan atom dari bahan tungsten disulphide (senyawa kimia WS 2), kolaborasi tim ahli itu berhasil menciptakan satu jenis simpul (loop) umpan-balik sehingga cahaya dan zat (matter) menyatu.

Penemuan Ruggero Verre, et al (2019) membuka inovasi nanofotonik. Fotonik (photonics) berkaitan dengan cara menggunakan cahaya. Komunikasi serat-optik adalah contoh fotonik, seperti halnya teknologi fotodetektor dan sel surya. Komponen fotonik sangat kecil hingga berukuran nanometer, disebut nanophotonics. Inovasi ‘kotak kecil’ Ruggero Verre dan koleganya, menciptakan pergantian antara cahaya dan zat berlangsung begitu cepat sehingga tidak mungkin lagi membedakan antara keduanya. Cahaya dan zat (matter) menjadi satu.

“We have created a hybrid consisting of equal parts of light and matter. The concept opens completely new doors in both fundamental research and applied nanophotonics and there is a great deal of scientific interest in this,” papar Ruggero Verre, peneliti pada Department of Physics, Chalmers dan satu dari author karya ilmiah ini (Chalmers University of Technology, 11/6/2019).

Konsep baru nanofotonika TMDC dari Ruggero Verre, et al (2019) melibatkan dua proses berbeda dalam nanodisk yang sama. Diameter kotaknya hanya 100 nanometer (0,100001 sentimeter) yang membuka peluang riset dasar lanjutan dan solusi kompak nanofotonika.  Hasil riset dan kajian ilmiah ini dirilis oleh jurnal Nature Nanotechnology, edisi 6 Mei 2019 (Ruggero Verre, Denis G. Baranov, Battulga Munkhbat, Jorge Cuadra, Mikael Käll, Timur Shegai, Transition metal dichalcogenide nanodisks as high-index dielectric Mie nanoresonators”,  Nature Nanotechnology, 2019). 

Dilkalogenida logam transisi (transition metal dichalcogenides / TMDCs) monolayer pernah diusulkan sebagai excitonic platform untuk fungsi optik dan elektronik canggih. Namun, TMDC juga memiliki indeks bias tinggi (high refractive index). Ciri ini membuka kemungkinan pemanfaatannya untuk membuat nanoantena resonansi berdasarkan wahana geometris subwavelength.  Dalam hal ini, Ruggero Verre, et al (2019) menciptakan suatu rezim baru cahaya-interaksi materi-polariton anapole-exciton (light–matter interaction—anapole-exciton polaritons) dalam satu nanodisk WS 2 tunggal. Menurut tim ilmuwan itu  bahwa anisotropi bahan TMDC dan keberadaan eksiton memperkaya pendekatan nanofotonik tradisional berbasis bahan indeks tinggi konvensional dan / atau plasmonik.

Riset dan kajian ilmiah itu melibatkan ilmuwan yaitu (1) Ruggero Verre asal Department of Physics, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Swedia; (2) Denis G. Baranov asal Department of Physics, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Swedia; kontribusi kedua ahli ini dalam studi ilmiah itu setara.

(3) Battulga Munkhbat asal Department of Physics, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Swedia; (4) Jorge Cuadra asal Department of Physics, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Swedia; (5) Profesor Mikael Käll asal Department of Physics, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Swedia; dan (6) Associate Professor Timur Shegai asal Department of Physics, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Swedia.

Penemuan Nanofotonika TMDC  baru itu merupakan hasil kolaborasi inovasi sejumlah ilmuwan. Misalnya, Verre dan rekan-rekan sejurusannya Timur Shegai, Denis Baranov, Battulga Munkhbat dan Mikael Käll menggabungkan dua konsep berbeda secara inovatif. Tim peneliti Mikael Käll sedang meriset nanoantennas, yang dapat menangkap dan memperkuat cahaya secara sangat efisien. Tim Timur Shegai sedang meneliti bahan TMDC—tipe tertentu material dua dimensi tipis secara atom, yang menyerupai gaphene. Riset itu memadukan konsep antena dengan bahan dua dimensi yang tersusun secara atomis guna menghasilkan kemungkinan baru (Science Daily, 11/6/2019)

Tim peneliti itu menggunakan bahan TMDC (tungsten disulphide) melalui cara baru. Dengan menciptakan satu kotak resonansi kecil—mirip kotak resonansi pada gitar—tim ilmuwan itu menciptakan interaksi cahaya dan zat (matter) dalam kotak kecil itu. Kotak resonansinya memastikan bahwa cahayanya tertangkap dan memantul dalam ‘nada’ tertentu di dalam materialnya; sehingga energi cahaya terkirim secara efisien ke elektron-elektron bahan TMDC dan kembali lagi (Science Daily, 11/6/2019)

Jadi, energi cahaya bergerak bolak-balik dengan kecepatan luar biasa antara dua status – gelombang cahaya dan zat (matter)—saat tertangkap dan diperkuat di dalam kotaknya. Tim ilmuwan itu berhasil menggabungkan cahaya dan materi (matter) secara sangat efisien dalam satu partikel dengan diameter hanya 100 nanometer, atau 0,00001 sentimeter. Penemuan ini diharapkan dapat memberi solusi fotonika terapan yang hemat biaya, efisien, dan sederhana (Science Daily, 11/6/2019)

 “We have succeeded in demonstrating that stacked atomically thin materials can be nanostructured into tiny optical resonators, which is of great interest for photonics applications. Since this is a new way of using the material, we are calling this 'TMDC nanophotonics'. I am certain that this research field has a bright future,” ungkap Timur Shegai, Associate Professor pada Department of Physics, Chalmers dan satu dari author karya ilmiah itu (Chalmers University of Technology, 11/6/2019).

 

Oleh: Servas Pandur