Il niobato di litio ha nuovi usi nel campo della fotonica

I progressi della produzione riportano il materiale in voga 

 Uno dei materiali artificiali più importanti al mondo è tornato in voga perché gli scienziati ne stanno sfruttando le proprietà per nuove e diverse applicazioni future come la navigazione spaziale e l’agricoltura.

Il dottor Andy Boes dell’Università di Adelaide e l’illustre professore della RMIT University Arnan Mitchell sono leader nello sviluppo di niobato di litio (LN) per sfruttare le sue eccezionali proprietà nei chip fotonici.

“Il niobato di litio ha nuovi usi nel campo della fotonica – la scienza e la tecnologia della luce – perché a differenza di altri materiali può generare e manipolare onde elettromagnetiche (EM) attraverso l’intero spettro della luce, dalle microonde alle frequenze UV”, ha detto Il dottor Boes.

“Il silicio era il materiale preferito per i circuiti elettronici, ma i suoi limiti sono diventati sempre più evidenti nella fotonica. LN è tornato in voga grazie alle sue capacità superiori e ai progressi nella produzione significa che LN è ora prontamente disponibile come film sottile su wafer semiconduttori.

Uno strato di LN circa 100 volte più sottile di un capello umano viene posto su un wafer/substrato semiconduttore. I circuiti fotonici sono stampati nello strato LN che sono personalizzati in base all’uso previsto del chip. Un centinaio di circuiti diversi possono essere contenuti all’interno di un chip delle dimensioni di un’unghia.

“La capacità di produrre chip fotonici integrati da LN avrà un impatto importante sulle applicazioni nella tecnologia che utilizzano ogni parte dello spettro della luce”. disse l’illustre professor Mitchell.

“I chip fotonici possono ora trasformare le industrie ben oltre le comunicazioni in fibra ottica”.

Poiché non esiste un GPS sulla Luna, i sistemi di navigazione nei rover lunari del futuro dovranno utilizzare un sistema alternativo, ed è qui che entrano in gioco i chip fotonici. Rilevando i segnali nella parte infrarossa dello spettro, un chip fotonico con un laser puntato su di esso può misurare il movimento senza bisogno di segnali esterni.

Il dottor Boes e il Distinguished Professor Mitchell hanno riunito un team di leader mondiali in LN e hanno pubblicato la loro revisione delle capacità di LN e delle sue potenziali applicazioni future sulla rivista Science .

La tecnologia LN più vicina a casa può essere utilizzata per rilevare quanto è matura la frutta. Il gas emesso dalla frutta matura viene assorbito dalla luce nella parte del medio infrarosso dello spettro. Un drone che si libra in un frutteto trasmetterebbe la luce a un altro che percepirebbe il grado in cui la luce viene assorbita e quando la frutta è pronta per la raccolta. Tale sistema presenta vantaggi rispetto alla tecnologia esistente essendo più piccolo, facilmente implementabile e potenzialmente fornendo più informazioni in tempo reale agli agricoltori.

LN è stato scoperto per la prima volta nel 1949 e da allora è stato utilizzato nella fotonica, ma solo ora si stanno realizzando questi progressi.

“Abbiamo la tecnologia per produrre questi chip in Australia e abbiamo le industrie che li utilizzeranno”, ha affermato il Distinguished Professor Mitchell.

“Questa non è fantascienza, sta accadendo ora e la concorrenza per sfruttare il potenziale della tecnologia fotonica LN si sta surriscaldando”.

Fotonica del niobato di litio: sbloccare lo spettro elettromagnetico