Institut Teknologi Bandung

Nanofotonik adalah cabang ilmu yang mempelajari perilaku dan interaksi cahaya pada skala nanometer. Interaksi cahaya dengan materi skala nanometer menyebabkan fenomena karakteristik seperti medan dekat, gelombang permukaan lokal, eksitasi dan interferensi radiasi multipol, untuk beberapa nama.

"Dengan fenomena ini, nanofotonik menawarkan keuntungan dalam aplikasi seperti penginderaan, switching optik, teknologi transmisi media dan banyak lainnya,” kata Dosen Fisika ITB, Drs. Alexander Agustinus P. Iskandar, Ph.D., yang menjadi pembicara pada kuliah umum tersebut, Senin (7/3/2022).

“Sebagai bayangan, jika Anda mengambil sehelai rambut yang berukuran 100 mikrometer yang berarti 1 milimeter dibagi 1000. Nanometer berukuran jauh lebih kecil yaitu 1 nanometer yang berarti 1 mikrometer dibagi 1000,” jelas Alexander. Karena ukuran benda ini sangat kecil, kemungkinan dapat terjadi medan yang sangat kuat. Selain itu, dapat dilakukan juga eksitasi momen multipole dari material tersebut.

Kemudian Alexander juga menjelaskan tentang dua bidang yang menjadi tren pada penelitian nanofotonik, yaitu bidang plasmonics dan metamaterials. “Plasmonics adalah fenomena interaksi gelombang elektromagnetik dengan logam, dan terjadi di permukaan logam,” jelas Alexander.

Hal menarik dari gelombang plasmonics ini adalah terbendungnya energi yang sangat besar pada permukaan logam, sehingga energi tersebut dapat dipakai di berbagai fenomena. Resonansi dari plasmon permukaan sangat dipengaruhi oleh ukuran dan jenis dari logam yang dipakai.

Kemajuan yang dicapai dalam pemanfaatan plasmon permukaan selama 50 tahun terakhir telah menyebabkan perkembangan di berbagai jenis perangkat, baik yang bersifat aktif maupun pasif. Beberapa area perangkat aktif yang paling menonjol adalah optik, termo-optik, dan elektro-optik. Semua perangkat optik telah menunjukkan kapasitas untuk menjadi sumber yang layak untuk pemrosesan informasi, komunikasi, dan penyimpanan data bila digunakan sebagai modulator. Contohnya, interaksi dua berkas cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda ditunjukkan dengan mengubahnya menjadi plasmon permukaan yang merambat bersama melalui titik kuantum kadmium selenide.

Selain plasmonics, juga dibahas penelitian yang juga menjadi tren pada bidang Nanofotonik yaitu Metamaterials. Metamaterials adalah bahan yang direkayasa untuk memiliki sifat yang tidak ditemukan dalam bahan alami. Metamaterials terbuat dari rakitan beberapa elemen yang dibuat dari bahan komposit seperti logam dan plastik. Bahan-bahan tersebut biasanya tersusun dalam pola yang berulang, pada skala yang lebih kecil dari panjang gelombang fenomena yang dipengaruhinya. Metamaterial memperoleh sifat-sifatnya bukan dari sifat-sifat bahan dasarnya, tetapi dari strukturnya yang baru dirancang. “Melalui metamaterials, kita dapat mengatur arah dan perilaku dari gelombang elektromagnetik,” pungkas Alexander.

Kini, metamaterial sedang dipertimbangkan dan dikembangkan untuk diterapkan pada banyak aplikasi. Pada tahun 2007, para peneliti menyatakan bahwa agar aplikasi metamaterial dapat direalisasikan, kehilangan energi harus dikurangi, material harus diperluas menjadi material isotropik tiga dimensi dan teknik produksi harus diindustrialisasi. Metamaterials dapat digunakan untuk membuat antena, penyerap, lensa super, perangkat penyelubungan, penyaring suara, dan perlindungan seismik.

Reporter: Yoel Enrico Meiliano (Teknik Pangan, 2020)