Detektor Fotom Mid-Infrared Baru: Sensitif dan Bisa Bekerja di 25 Kelvin

Deteksi foton tunggal di wilayah mid-inframerah sangat penting untuk berbagai bidang seperti astronomi, komunikasi kuantum, dan pencitraan medis, namun selama ini teknologi detektor membutuhkan sistem kriogenik dengan suhu sangat rendah di bawah 1 Kelvin. Kondisi ini membuat penggunaan teknologi ini sangat mahal dan sulit diintegrasikan dalam perangkat modern. Tim peneliti dari ICFO mengembangkan detektor inovatif menggunakan material dua dimensi berlapis atom. Komponen utama dari detektor ini adalah graphene bilayer yang dilapisi dengan hexagonal boron nitride. Proses penyusunan lapisan ini memerlukan ketelitian tinggi dan awalnya hanya berhasil sekitar 50 persen, tetapi kemudian meningkat berkat pengalaman tim. Keistimewaan detektor ini adalah fenomena bistabilitas yang memungkinkan perangkat berada di dua keadaan stabil dengan kondisi yang sama. Efek ini dipicu oleh pola moiré akibat sedikit perubahan sudut antara lapisan graphene dan boron nitride, yang memengaruhi perilaku elektron di dalam material tersebut. Satu foton cukup untuk mengubah status perangkat antara dua keadaan stabil tersebut. Pendekatan baru ini berbeda dari teknologi detektor foton mid-inframerah konvensional yang berbasis superkonduktor atau semikonduktor yang memerlukan suhu sangat rendah. Detektor terbaru ini dapat beroperasi pada suhu sekitar 25 Kelvin, sehingga jauh lebih mudah dan praktis untuk diaplikasikan di berbagai bidang, termasuk astronomi dan komunikasi kuantum. Penemuan ini sudah menarik minat dari badan antariksa Eropa dan rencana kedepannya adalah membuat perangkat yang lebih kecil dan meningkatkan suhu operasinya. Temuan ini juga menggarisbawahi potensi teknologi perangkat kuantum moiré yang dapat membantu kemajuan ilmiah dan teknologi di masa depan.