Perangkat Logam Halida 2D Baru Memungkinkan Kontrol Emisi Terahertz yang Presisi
Peneliti telah menggunakan logam halida hibrida dua dimensi dalam perangkat yang memungkinkan kontrol arah dari radiasi terahertz yang dihasilkan oleh skema spintronic. Perangkat ini memiliki efisiensi sinyal yang lebih baik daripada generator terahertz konvensional, dan lebih tipis, lebih ringan, dan lebih murah untuk diproduksi.
Terahertz (THz) merujuk pada bagian dari spektrum elektromagnetik (frekuensi antara 100 GHz dan 10 THz) antara mikro dan optik. Teknologi THz telah menunjukkan janji untuk aplikasi yang berkisar dari komputasi dan komunikasi yang lebih cepat hingga peralatan deteksi yang sensitif. Namun, menciptakan perangkat THz yang andal telah tantalising karena ukuran, biaya, dan ketidakefisienan konversi energi mereka.
“Idealnya, perangkat THz di masa depan harus ringan, rendah biaya dan kokoh, tetapi itu sulit dicapai dengan materi saat ini,” kata Dali Sun, asisten profesor fisika di North Carolina State University. “Dalam pekerjaan ini, kami menemukan bahwa logam halida hibrida 2D yang umum digunakan di sel surya dan dioda, bersama dengan spintronics, mungkin memenuhi beberapa persyaratan ini.”
Logam halida hibrida 2D yang dimaksud adalah semikonductor sintetik hibrida populer dan tersedia secara komersial: butyl ammonium lead iodine. Spintronics merujuk pada mengontrol spin elektron, bukan hanya menggunakan muatannya, untuk menciptakan energi.
Sun dan rekan-rekannya dari Laboratorium Nasional Argonne, University of North Carolina di Chapel Hill dan Oakland University menciptakan perangkat yang berlapis logam halida hibrida 2D dengan logam feromagnetik, lalu menariknya dengan laser, menciptakan arus spin ultrafast yang pada gilirannya menghasilkan radiasi THz.
Tim menemukan bahwa tidak hanya perangkat logam halida hibrida 2D ini lebih unggul daripada pemancar THz yang lebih besar, lebih berat, dan lebih mahal untuk diproduksi saat ini, mereka juga menemukan bahwa properti logam halida hibrida 2D memungkinkan mereka untuk mengontrol arah transmisi THz.
“Pemancar terahertz tradisional didasarkan pada fotokarennya yang ultrafast,” kata Sun. “Tetapi emisi yang dihasilkan spintronic menghasilkan bandwidth frekuensi THz yang lebih luas, dan arah emisi THz dapat dikontrol dengan memodifikasi kecepatan pulsa laser dan arah medan magnet, yang pada gilirannya mempengaruhi interaksi magnon, foton, dan spin, dan memungkinkan kami kontrol arah.”
Sun percaya bahwa pekerjaan ini bisa menjadi langkah pertama dalam menjelajahi materi logam halida hibrida 2D secara umum sebagai potensial berguna dalam aplikasi spintronic lainnya.
“Perangkat logam halida hibrida 2D yang digunakan di sini lebih kecil dan lebih hemat untuk diproduksi, kokoh dan bekerja baik pada suhu yang lebih tinggi,” kata Sun. “Ini menunjukkan bahwa materi logam halida hibrida 2D mungkin terbukti lebih unggul daripada materi semikonductor konvensional saat ini untuk aplikasi THz, yang memerlukan pendekatan depositasi yang canggih yang lebih rentan terhadap cacat.”
