Courtesy of InterestingEngineering

Mengendalikan Getaran Atom dan Cahaya untuk Perangkat Optoelektronik Canggih

Mengembangkan cara baru untuk mengontrol interaksi antara fonon dan cahaya pada suhu ruangan dalam material perovskit, guna meningkatkan efisiensi dan performa perangkat optoelektronik seperti sel surya dan LED.

01 Okt 2025, 06.57 WIB

48 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini menunjukkan cara baru untuk menggabungkan fonon dan cahaya pada suhu kamar.
Penggunaan slot nanoscale memungkinkan penyesuaian interaksi dengan cahaya tanpa memerlukan kondisi ekstrem.
Temuan ini dapat meningkatkan efisiensi perangkat optoelektronik seperti sel surya dan LED.

Houston, Amerika Serikat - Para ilmuwan dari Rice University berhasil menciptakan cara baru untuk menggabungkan getaran atom yang disebut fonon dengan cahaya dalam material perovskit pada suhu ruangan. Mereka menggunakan lapisan emas berslot nanoskal untuk memerangkap cahaya agar berinteraksi kuat dengan fonon dari material tersebut.

Dengan membuat slot yang memiliki berbagai ukuran, mereka bisa menyetel frekuensi cahaya yang terperangkap agar sesuai dengan frekuensi getaran fonon. Ini memungkinkan terbentuknya keadaan hibrida baru yang disebut phonon-polaritons, yaitu kombinasi getaran dan cahaya.

Penemuan ini penting karena terjadi pada suhu ruangan tanpa perlu laser berkekuatan tinggi atau kondisi ekstrem, sehingga lebih mudah diterapkan dalam perangkat nyata. Keuntungan ini menjadikan teknologi mereka kompatibel dengan perangkat elektronik masa depan.

Dengan menggunakan teknik ini, arus dan aliran energi dalam perangkat seperti sel surya dan LED bisa dikontrol lebih baik sehingga performa meningkat dan energi yang terbuang bisa diminimalkan. Ini bisa berdampak besar pada efisiensi teknologi energi terbarukan dan perangkat pencahayaan.

Kesimpulannya, penelitian ini membuka jalur baru dalam mengatur interaksi cahaya dan materi yang selama ini sulit dicapai, dan diharapkan dapat mempercepat pengembangan berbagai perangkat optoelektronik yang lebih efisien dan tahan lama di masa depan.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/perovskite-phonon-light-hybrid-states

Analisis Ahli

Junichiro Kono

"Kemajuan ini menawarkan cara lembut dan praktis untuk mempengaruhi proses yang penting dalam penangkapan cahaya dan emisi cahaya, yang berpotensi meningkatkan performa dan mengurangi kehilangan energi."

Dasom Kim

"Kami berhasil mengontrol interaksi antara cahaya dan fonon tanpa perlu laser berdaya besar atau kristal besar, membuka kemungkinan aplikasi yang lebih luas dan mudah."

Analisis Kami

"Penemuan ini sangat penting karena berhasil memasuki regime ultrastrong coupling dengan bahan yang mudah diproduksi dan beroperasi pada suhu ruangan, suatu terobosan dalam bidang nanofotonik. Metode ini bisa merevolusi cara kita mengelola interaksi cahaya dan materi dalam perangkat sehari-hari, mempercepat kemajuan teknologi optoelektronik."

Prediksi Kami

Teknologi ini akan membuka jalan bagi peningkatan efisiensi produksi energi dan emisi cahaya pada perangkat elektronik masa depan, terutama dalam sel surya dan LED yang lebih hemat energi dan tahan lama.

Pertanyaan Terkait

Apa yang ditemukan oleh para ilmuwan di Rice University terkait fonon dan cahaya?

Para ilmuwan menemukan cara untuk membuat dua fonon dalam film tipis perovskit berinteraksi dengan cahaya sehingga membentuk keadaan hibrida baru.

Apa yang dimaksud dengan coupling ultrastrong dalam konteks penelitian ini?

Coupling ultrastrong adalah interaksi kuat antara fonon dan cahaya yang memungkinkan penciptaan keadaan kuantum baru.

Bagaimana cara tim peneliti menciptakan interaksi antara fonon dan cahaya?

Tim peneliti menciptakan interaksi tersebut dengan menggunakan slot nanoscale dalam lapisan emas yang disesuaikan untuk menjebak cahaya pada frekuensi fonon.

Apa potensi aplikasi dari penemuan ini dalam teknologi optoelektronik?

Penemuan ini berpotensi meningkatkan kinerja dan mengurangi kehilangan energi dalam perangkat seperti sel surya dan LED.

Siapa yang menjadi penulis utama dan korespondensi dalam studi ini?

Dasom Kim adalah penulis utama, sementara Junichiro Kono adalah penulis korespondensi dalam studi ini.