U evropskom istraživačko-inovacionom ekosistemu, projekti koji povezuju napredne materijale i fotoniku sve češće određuju tempo tehnoloških ciklusa za industrijske primene. U tom kontekstu, Horizon Europe je pokrenuo novi program pod okriljem Graphene Flagship inicijative, usmeren na sledeću generaciju uređaja za detekciju i snimanje. Razvoj 2D materijala u integrisanim optoelektronskim sistemima direktno utiče na performanse komponenti koje se ugrađuju u fotoničke arhitekture.
Projekat Next-2Digits startovao je kao Horizon Europe inicijativa unutar Graphene Flagship ekosistema. Konzorcijum okuplja 11 partnera iz osam zemalja, a koordinaciju vodi National Technical University of Athens. Trajanje programa je tri godine i tri meseca, što ga pozicionira kao srednjoročni razvojni okvir za tehnologije koje zahtevaju iterativnu validaciju. U fokusu je digitalna integracija 2D materijala u sisteme zasnovane na senzorima i imidžerima.
Koordinacija kroz akademsko-istraživačku instituciju ima značaj jer obuhvata više faza lanca vrednosti: od sinteze i karakterizacije do manipulacije i integracije materijala. U okviru Next-2Digits, radne oblasti partnera pokrivaju grafen i druge 2D materijale, uključujući postupke sinteze, analitičku procenu svojstava i tehnologije integracije u funkcionalne sklopove. Dodatno, projekat se oslanja na kompetencije iz fotonike, nauke o materijalima i primenjenih tehnologija integracije, uz validaciju krajnjih rešenja.
Operativna relevantnost projekta vezana je za komponente fotoničkih integrisanih kola (PIC) i optoelektronskih integrisanih kola (OEIC). Photodetectors (PDs) i modulators (MDs) predstavljaju ključne elemente u tim arhitekturama, jer definišu kako se signal detektuje i kako se modulacijom upravlja njegovim karakteristikama. Uvođenje grafena i drugih 2D materijala u skup materijala kompatibilnih sa PIC i OEIC industrijom uvodi drugačiji pristup dizajnu uređaja. Prema projektnoj logici, cilj je postizanje manjeg otiska uređaja i ultrawide propusnog opsega u odnosu na standardne materijale i arhitekture.
Tehnički izazov koji projekat eksplicitno tretira odnosi se na kvalitet slojeva grafena tokom procesa nanošenja. Kada se grafen depozituje, problem predstavlja unošenje nečistoća i defekata, posebno u situacijama kada se koriste polimeri i rastvarači. Takve degradacije mogu značajno narušiti performanse uređaja, nekad čak i drastično. Zbog toga je deo rada usmeren na kontrolu procesa integracije kako bi se smanjio uticaj kontaminanata na funkcionalnost PDs i MDs.
Next-2Digits istovremeno sarađuje sa GrapheneEU projektom “Graphene Europe in the Lead Coordination and Support Action”. GrapheneEU je razvijen u okviru Graphene Flagship inicijative koju finansira Evropska unija, sa ciljem da se grafen i povezani materijali prenesu iz laboratorijskih uslova ka tržišnim primenama. Uloga ove saradnje je da obezbedi platformu za kolaboraciju, koordinaciju i podršku core projektima Graphene Flagship-a i njihovim pridruženim članovima. Time se povećava razmena znanja među relevantnim akterima koji učestvuju u širem portfoliju.
U praksi, povezivanje Next-2Digits sa GrapheneEU okvirom utiče na način na koji rezultati mogu biti usklađeni sa drugim aktivnostima unutar iste istraživačke platforme. Projekat tako nastavlja da gradi stručnost u oblasti grafena kroz strukturisanu saradnju među partnerima različitih profila. Istovremeno, širenje znanja među zainteresovanim stranama ostaje deo mehanizma koordinacije koji prati Graphene Flagship inicijativu. Programski period od tri godine i tri meseca daje dovoljno vremena da se tehnološki rizici vezani za integraciju 2D materijala testiraju kroz validacione korake.
Next-2Digits time postavlja tehnološki fokus na senzore i imidžere zasnovane na 2D materijalnoj digitalnoj integraciji, uz naglasak na performansama PDs i MDs u PIC/OEIC okruženju. Ključni tehnički parametri obuhvataju kontrolu nečistoća i defekata pri depoziciji grafena, posebno kada proces uključuje polimere i rastvarače. Paralelno, saradnja sa GrapheneEU projektom obezbeđuje koordinacioni kanal unutar šire EU-finansirane istraživačke mreže Graphene Flagship-a. U narednom periodu, rezultati će biti vezani za sposobnost pretvaranja laboratorijskih svojstava 2D materijala u stabilne komponente integrisanih optoelektronskih sistema.
