"सामग्रियों के क्वांटम गुणों का उपयोग करने की क्षमता एक ऐसे भविष्य का पूर्वाभास कराती है जहां फोटोनिक एकीकृत सर्किट दुनिया भर में संचार प्रौद्योगिकियों में गति और दक्षता की सीमाओं को फिर से परिभाषित करते हैं।" स्विट्जरलैंड में, शोधकर्ताओं ने ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स में एक महत्वपूर्ण प्रगति की है।
MARVEL की एक टीम ने Lumiphase, ETH Zurich और EPFL Lausanne के सहयोग से टेट्रागोनल बेरियम टाइटेनेट (BTO) की ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताओं का अनुकरण करने के लिए एक नया कम्प्यूटेशनल ढांचा विकसित किया है। यह फेरोइलेक्ट्रिक पेरोवस्काइट सामग्री अपनी बेहतर ऑप्टिकल कार्यक्षमताओं के कारण अगली पीढ़ी के फोटोनिक उपकरणों के लिए सिलिकॉन का एक आशाजनक विकल्प है।
फिजिकल रिव्यू बी में प्रकाशित नया ढांचा, बीटीओ में पॉकेल्स प्रभाव को मॉडलिंग करने के लिए एक कार्यात्मक-स्वतंत्र दृष्टिकोण प्रदान करता है। यह प्रभाव, प्रकाश संकेतों को मॉडुलन करने के लिए महत्वपूर्ण है, एक विद्युत क्षेत्र के अधीन होने पर सामग्री के अपवर्तक सूचकांक के गतिशील नियंत्रण की अनुमति देता है। टीम के निष्कर्षों का दूरसंचार और कंप्यूटिंग उद्योगों के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ है।
बेहतर बीटीओ-आधारित फोटोनिक उपकरण तेज़ डेटा ट्रांसफर दर, कम बिजली की खपत और छोटे फॉर्म कारकों का वादा करते हैं। टाइटेनियम परमाणु स्थिति और पॉकेल्स गुणांक के बीच संबंध को समझकर, शोधकर्ता डिवाइस लघुकरण के लिए सामग्री को अनुकूलित कर सकते हैं। यह स्केलेबल औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहां स्थान और ऊर्जा दक्षता सर्वोपरि है।
टीम ने सुपरसेल बनाकर और जाली के भीतर टाइटेनियम परमाणुओं के जानबूझकर ऑफ-सेंटरिंग विस्थापन को पेश करके काल्पनिक फोनन आवृत्तियों जैसी चुनौतियों को दूर किया। इस संशोधन ने कम्प्यूटेशनल मॉडल को प्रयोगात्मक डेटा के साथ अधिक निकटता से संरेखित किया, जो एक स्थिर संरचना का संकेत देता है। अनुसंधान को स्विट्जरलैंड की नवाचार एजेंसी, इनोसिस द्वारा समर्थित किया गया था।
विकसित ढांचा सटीकता और स्केलेबिलिटी दोनों के साथ सामग्री मॉडलिंग के लिए एक मिसाल कायम करता है। भविष्य का शोध पॉकेल्स घटना के आवृत्ति-निर्भर प्रभावों की खोज पर ध्यान केंद्रित करेगा। यह सैद्धांतिक समझ को गहरा करेगा और विविध परिस्थितियों में काम करने वाले बीटीओ उपकरणों के लिए व्यावहारिक क्षमताओं का विस्तार करेगा।