آپٽيڪل ڪميونيڪيشن بينڊ، الٽرا ٿلھي آپٽيڪل گونج ڪندڙ

آپٽيڪل ڪميونيڪيشن بينڊ، الٽرا ٿلھي آپٽيڪل گونج ڪندڙ
آپٽيڪل ريزونيٽر هڪ محدود جاءِ ۾ روشني جي لهرن جي مخصوص طول موج کي مقامي ڪري سگهن ٿا، ۽ روشني جي معاملي جي رابطي ۾ اهم ايپليڪيشنون آهن،آپٽيڪل ڪميونيڪيشن، آپٽيڪل سينسنگ، ۽ آپٽيڪل انٽيگريشن. گونج ڪندڙ جي سائيز بنيادي طور تي مادي خاصيتن ۽ آپريٽنگ طول موج تي منحصر آهي، مثال طور، ويجهي انفراريڊ بينڊ ۾ ڪم ڪندڙ سلڪون گونج ڪندڙ کي عام طور تي سوين نانو ميٽر ۽ ان کان مٿي جي آپٽيڪل structures جي ضرورت هوندي آهي. تازن سالن ۾، الٽرا ٿن پلانر آپٽيڪل گونج ڪندڙ structural color، holographic imaging، light field regulation ۽ optoelectronic devices ۾ انهن جي امڪاني ايپليڪيشنن جي ڪري تمام گهڻو ڌيان ڇڪايو آهي. پلانر گونج ڪندڙ جي ٿلهي کي ڪيئن گھٽائڻ اهو محققن کي درپيش مشڪل مسئلن مان هڪ آهي.
روايتي سيمي ڪنڊڪٽر مواد کان مختلف، 3D ٽوپولوجيڪل انسولٽر (جهڙوڪ بسمٿ ٽيلورائڊ، اينٽيموني ٽيلورائڊ، بسمٿ سيلينائيڊ، وغيره) نوان معلوماتي مواد آهن جن ۾ ٽوپولوجيڪل طور تي محفوظ ڌاتو جي مٿاڇري جي حالتن ۽ انسوليٽر رياستون آهن. مٿاڇري جي حالت وقت جي ڦيرڦار جي توازن سان محفوظ آهي، ۽ ان جا اليڪٽران غير مقناطيسي نجاستن طرفان نه ٽڙيا آهن، جنهن ۾ گهٽ طاقت واري ڪوانٽم ڪمپيوٽنگ ۽ اسپنٽرونڪ ڊوائيسز ۾ اهم ايپليڪيشن امڪان آهن. ساڳئي وقت، ٽوپولوجيڪل انسولٽر مواد پڻ بهترين آپٽيڪل خاصيتون ڏيکارين ٿا، جهڙوڪ اعلي ريفريڪٽو انڊيڪس، وڏو غير لائنربصريڪوفيشيٽ، وسيع ڪم ڪندڙ اسپيڪٽرم رينج، ٽيونبلٽي، آسان انضمام، وغيره، جيڪو روشني جي ضابطي جي احساس لاءِ هڪ نئون پليٽ فارم فراهم ڪري ٿو ۽آپٽو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز.
چين ۾ هڪ ريسرچ ٽيم وڏي علائقي ۾ وڌندڙ بسمٿ ٽيلورائيڊ ٽوپولوجيڪل انسوليٽر نانو فلمز استعمال ڪندي الٽرا ٿن آپٽيڪل ريزونيٽرز جي ٺهڻ لاءِ هڪ طريقو تجويز ڪيو آهي. آپٽيڪل ڪيفي ويجھو انفراريڊ بينڊ ۾ واضح گونج جذب ڪرڻ جون خاصيتون ڏيکاري ٿي. بسمٿ ٽيلورائيڊ جو آپٽيڪل ڪميونيڪيشن بينڊ ۾ 6 کان وڌيڪ جو تمام گهڻو ريفريڪٽو انڊيڪس آهي (روايتي هاءِ ريفريڪٽو انڊيڪس مواد جهڙوڪ سلڪون ۽ جرمينيم جي ريفريڪٽو انڊيڪس کان وڌيڪ)، ته جيئن آپٽيڪل ڪيفي جي ٿولهه گونج جي طول موج جي هڪ ويهون حصي تائين پهچي سگهي. ساڳئي وقت، آپٽيڪل ريزونيٽر هڪ طرفي فوٽوونڪ ڪرسٽل تي جمع ڪيو ويندو آهي، ۽ آپٽيڪل ڪميونيڪيشن بينڊ ۾ هڪ ناول برقي مقناطيسي طور تي متاثر ٿيل شفافيت اثر ڏٺو ويندو آهي، جيڪو ٽام پلازمون سان گونج جي جوڙي ۽ ان جي تباهي ڪندڙ مداخلت جي ڪري آهي. هن اثر جو اسپيڪٽرل ردعمل آپٽيڪل ريزونيٽر جي ٿولهه تي منحصر آهي ۽ ايمبيئنٽ ريفريڪٽو انڊيڪس جي تبديلي لاءِ مضبوط آهي. هي ڪم الٽرا ٿن آپٽيڪل ڪيفي، ٽوپولوجيڪل انسوليٽر مواد اسپيڪٽرم ريگيوليشن ۽ آپٽو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جي احساس لاءِ هڪ نئون رستو کوليندو آهي.
جيئن شڪل 1a ۽ 1b ۾ ڏيکاريل آهي، آپٽيڪل ريزونيٽر بنيادي طور تي بسمٿ ٽيلورائيڊ ٽوپولوجيڪل انسوليٽر ۽ سلور نانو فلمن تي مشتمل آهي. ميگنيٽرون اسپٽرنگ ذريعي تيار ڪيل بسمٿ ٽيلورائيڊ نانو فلمن ۾ وڏو علائقو ۽ سٺي فليٽنس هوندي آهي. جڏهن بسمٿ ٽيلورائيڊ ۽ سلور فلمن جي ٿولهه ترتيب وار 42 nm ۽ 30 nm هوندي آهي، ته آپٽيڪل گاهه 1100~1800 nm (شڪل 1c) جي بينڊ ۾ مضبوط گونج جذب ڏيکاري ٿي. جڏهن محققن هن آپٽيڪل گاهه کي Ta2O5 (182 nm) ۽ SiO2 (260 nm) پرتن (شڪل 1e) جي متبادل اسٽيڪ مان ٺهيل فوٽونڪ ڪرسٽل تي ضم ڪيو، ته هڪ الڳ جذب وادي (شڪل 1f) اصل گونج جذب چوٽي (~1550 nm) جي ويجهو ظاهر ٿي، جيڪا ايٽمي نظامن پاران پيدا ٿيندڙ برقي مقناطيسي طور تي متاثر ٿيل شفافيت اثر سان ملندڙ جلندڙ آهي.

بسمٿ ٽيلورائيڊ مواد کي ٽرانسميشن اليڪٽران مائڪروسڪوپي ۽ ايلپسوميٽري ذريعي نمايان ڪيو ويو. شڪل 2a-2c ٽرانسميشن اليڪٽران مائڪروگرافس (هاءِ ريزوليوشن تصويرون) ۽ بسمٿ ٽيلورائيڊ نانو فلمن جي چونڊيل اليڪٽران ڊفرڪشن نمونن کي ڏيکاري ٿو. شڪل مان اهو ڏسي سگهجي ٿو ته تيار ڪيل بسمٿ ٽيلورائيڊ نانو فلمون پولي ڪرسٽل لائن مواد آهن، ۽ مکيه واڌ ويجهه (015) ڪرسٽل جهاز آهي. شڪل 2d-2f ايلپسوميٽر ذريعي ماپيل بسمٿ ٽيلورائيڊ جي پيچيده ريفريڪٽو انڊيڪس ۽ فٽ ٿيل مٿاڇري جي حالت ۽ حالت جي پيچيده ريفريڪٽو انڊيڪس کي ڏيکاري ٿو. نتيجا ڏيکارين ٿا ته مٿاڇري جي حالت جو ختم ٿيڻ جو ڪوفيشيٽ 230 ~ 1930 nm جي حد ۾ ريفريڪٽو انڊيڪس کان وڌيڪ آهي، جيڪو ڌاتو جهڙيون خاصيتون ڏيکاري ٿو. جڏهن موج جي ڊيگهه 1385 nm کان وڌيڪ هوندي آهي ته جسم جو ريفريڪٽو انڊيڪس 6 کان وڌيڪ هوندو آهي، جيڪو هن بينڊ ۾ سلڪون، جرمينيم ۽ ٻين روايتي هاءِ ريفريڪٽو انڊيڪس مواد کان گهڻو وڌيڪ هوندو آهي، جيڪو الٽرا ٿن آپٽيڪل ريزونيٽر جي تياري لاءِ بنياد رکندو آهي. محققن جو چوڻ آهي ته هي آپٽيڪل ڪميونيڪيشن بينڊ ۾ صرف ڏهه نانو ميٽرن جي ٿولهه سان هڪ ٽوپولوجيڪل انسوليٽر پلانر آپٽيڪل ڪيفي جو پهريون رپورٽ ٿيل احساس آهي. ان کان پوءِ، الٽرا ٿن آپٽيڪل ڪيفي جي جذب اسپيڪٽرم ۽ گونج جي طول موج کي بسمٿ ٽيلورائيڊ جي ٿولهه سان ماپيو ويو. آخرڪار، بسمٿ ٽيلورائيڊ نانو ڪيوٽي/فوٽوونڪ ڪرسٽل ڍانچي ۾ برقي مقناطيسي طور تي متاثر ٿيل شفافيت اسپيڪٽرا تي چانديءَ جي فلم جي ٿولهه جي اثر جي جاچ ڪئي وئي آهي.

بسمٿ ٽيلورائيڊ ٽوپولوجيڪل انسوليٽر جي وڏي ايراضي واري فليٽ پتلي فلمون تيار ڪندي، ۽ ويجھي انفراريڊ بينڊ ۾ بسمٿ ٽيلورائيڊ مواد جي الٽرا هاءِ ريفريڪٽو انڊيڪس جو فائدو وٺندي، صرف ڏهه نانو ميٽرن جي ٿلهي سان هڪ پلانر آپٽيڪل ڪيفي حاصل ڪئي ويندي آهي. الٽرا پتلي آپٽيڪل ڪيفي ويجھي انفراريڊ بينڊ ۾ موثر گونج واري روشني جذب کي محسوس ڪري سگهي ٿي، ۽ آپٽيڪل ڪميونيڪيشن بينڊ ۾ آپٽو اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جي ترقي ۾ اهم ايپليڪيشن ويليو آهي. بسمٿ ٽيلورائيڊ آپٽيڪل ڪيفي جي ٿولهه گونج واري طول موج جي لڪير آهي، ۽ ساڳئي سلڪون ۽ جرمينيم آپٽيڪل ڪيفي کان ننڍي آهي. ساڳئي وقت، بسمٿ ٽيلورائيڊ آپٽيڪل ڪيفي کي فوٽوونڪ ڪرسٽل سان ضم ڪيو ويو آهي ته جيئن ايٽمي نظام جي برقي مقناطيسي طور تي متاثر ٿيل شفافيت وانگر غير معمولي آپٽيڪل اثر حاصل ڪري سگهجي، جيڪو مائڪرو اسٽرڪچر جي اسپيڪٽرم ريگيوليشن لاءِ هڪ نئون طريقو مهيا ڪري ٿو. هي مطالعو روشني جي ضابطي ۽ آپٽيڪل فنڪشنل ڊوائيسز ۾ ٽوپولوجيڪل انسوليٽر مواد جي تحقيق کي فروغ ڏيڻ ۾ هڪ خاص ڪردار ادا ڪري ٿو.