Apa itu kristal fotonik?

Kristal fotonik, juga dikenal sebagai bahan pita fotonik, adalah struktur nano periodik yang dapat secara selektif mengarahkan panjang gelombang cahaya dengan cara yang sama seperti semikonduktor pada chip komputer secara selektif membiarkan pita energi elektronik tertentu.Istilah "bandgap" hanya mengacu pada celah dalam pita spektral cahaya yang bersinar.Pelangi, misalnya, tidak memiliki celah pita, karena air transparan dan tidak menyerap frekuensi spesifik apa pun.Pelangi melalui kristal fotonik akan memiliki celah selektif tergantung pada struktur nano tertentu dalam kristal.

Ada beberapa bahan alami yang mendekati struktur kristal fotonik.Salah satunya adalah Opal Batu Permata.Warna-warnanya seperti pelangi disebabkan oleh struktur nano berkala di dalamnya.Periodisitas struktur nano menentukan panjang gelombang cahaya mana yang diizinkan dan mana yang tidak.Periode struktur harus setengah panjang gelombang cahaya yang diizinkan melalui.Panjang gelombang yang diizinkan diizinkan dikenal sebagai "mode" sedangkan panjang gelombang terlarang adalah celah pita fotonik.Opal bukanlah kristal fotonik yang benar karena tidak memiliki celah pita yang lengkap, tetapi mendekati yang cukup erat untuk keperluan artikel ini.

Bahan lain yang terjadi secara alami yang mencakup kristal fotonik adalah sayap beberapa kupu -kupu seperti genusMorpho.Ini memunculkan sayap berwarna biru yang indah.

Kristal fotonik pertama kali dipelajari oleh ilmuwan Inggris terkenal Lord Raleigh pada tahun 1887. Sebuah kristal fotonik satu dimensi sintetis yang disebut cermin bragg adalah subjek studinya.Meskipun cermin Bragg itu sendiri adalah permukaan dua dimensi, ia hanya menghasilkan efek celah pita dalam satu dimensi.Ini telah digunakan untuk menghasilkan pelapis reflektif di mana pita refleksi sesuai dengan celah pita fotonik.

Seratus tahun kemudian, pada tahun 1987, Eli Yablonovitch dan Sajeev John menyarankan kemungkinan kristal fotonik dua atau tiga dimensi, yang akan menghasilkan celah pita dalam beberapa arah yang berbeda sekaligus.Dengan cepat disadari bahwa bahan -bahan tersebut akan memiliki banyak aplikasi dalam optik dan elektronik, seperti LED, serat optik, laser nanoskopik, pigmen ultrawhite, antena radio dan reflektor, dan bahkan komputer optik.Penelitian tentang kristal fotonik sedang berlangsung.

Salah satu tantangan terbesar dalam penelitian kristal fotonik adalah ukuran kecil dan presisi yang diperlukan untuk menghasilkan efek celah pita.Sintesis kristal dengan struktur nano periode cukup sulit dengan teknologi manufaktur saat ini seperti fotolitografi.Kristal fotonik 3-D telah dirancang tetapi hanya dibuat pada skala yang sangat terbatas.Mungkin dengan munculnya manufaktur bottom-up, atau nanoteknologi molekuler, produksi massa kristal ini menjadi mungkin.