آپٹیکل مواصلات بینڈ ، الٹرا پتلا آپٹیکل گونج

آپٹیکل مواصلات بینڈ ، الٹرا پتلا آپٹیکل گونج
آپٹیکل گونجنے والے ایک محدود جگہ میں روشنی کی لہروں کی مخصوص طول موج کو مقامی بناسکتے ہیں ، اور ہلکے مادے سے تعامل میں اہم ایپلی کیشنز رکھتے ہیں ،آپٹیکل مواصلات، آپٹیکل سینسنگ ، اور آپٹیکل انضمام۔ گونجنے والے کا سائز بنیادی طور پر مادی خصوصیات اور آپریٹنگ طول موج پر منحصر ہوتا ہے ، مثال کے طور پر ، قریب قریب اورکت بینڈ میں کام کرنے والے سلیکن گونجنے والے عام طور پر سیکڑوں نانوومیٹرز اور اس سے اوپر کے آپٹیکل ڈھانچے کی ضرورت ہوتی ہے۔ حالیہ برسوں میں ، ساختی رنگ ، ہولوگرافک امیجنگ ، لائٹ فیلڈ ریگولیشن اور اوپٹو الیکٹرانک آلات میں اپنی ممکنہ ایپلی کیشنز کی وجہ سے انتہائی پتلی پلانر آپٹیکل گونجنے والوں نے بہت زیادہ توجہ مبذول کرلی ہے۔ پلانر گونجنے والوں کی موٹائی کو کیسے کم کریں محققین کو درپیش مشکل پریشانی ہے۔
روایتی سیمیکمڈکٹر مواد سے مختلف ، تھری ڈی ٹوپولوجیکل انسولیٹر (جیسے بسموت ٹیلورائڈ ، اینٹیمونی ٹیلورائڈ ، بسموت سیلینائڈ ، وغیرہ) ٹوپولوجیکل طور پر محفوظ دھات کی سطح کی ریاستوں اور انسولیٹر ریاستوں کے ساتھ نئے معلوماتی مواد ہیں۔ سطح کی حالت کو وقت کے الٹ جانے کی توازن سے محفوظ کیا جاتا ہے ، اور اس کے الیکٹران غیر مقناطیسی نجاستوں سے بکھرے نہیں ہوتے ہیں ، جس میں کم طاقت کے کوانٹم کمپیوٹنگ اور اسپائنٹروونک آلات میں اطلاق کے اہم امکانات موجود ہیں۔ ایک ہی وقت میں ، ٹوپولوجیکل انسولیٹر مواد بہترین آپٹیکل خصوصیات بھی دکھاتا ہے ، جیسے اعلی اضطراری انڈیکس ، بڑی نان لائنرآپٹیکلقابلیت ، وسیع ورکنگ اسپیکٹرم رینج ، ٹن ایبلٹی ، آسان انضمام ، وغیرہ ، جو روشنی کے ضابطے کی وصولی کے لئے ایک نیا پلیٹ فارم مہیا کرتا ہے اورآپٹولیکٹرونک آلات.
چین میں ایک تحقیقی ٹیم نے بڑے علاقے میں بڑھتے ہوئے بسموت ٹیلورائڈ ٹوپولوجیکل انسولیٹر نانوفیلمز کا استعمال کرکے انتہائی پتلی آپٹیکل ریزونیٹرز کی تعمیر کے لئے ایک طریقہ تجویز کیا ہے۔ آپٹیکل گہا قریب اورکت بینڈ میں گونج جذب کی واضح خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے۔ بسموت ٹیلورائڈ میں آپٹیکل مواصلات بینڈ میں 6 سے زیادہ کا ایک بہت زیادہ اضطراب انگیز انڈیکس ہے (روایتی اعلی اضطراب انگیز اشاریہ مواد جیسے سلیکن اور جرمینیم کے اضطراب انگیز اشاریہ سے زیادہ) ، تاکہ آپٹیکل گہا کی موٹائی گونج کی طول موج کے بیسویں نمبر پر پہنچ سکے۔ ایک ہی وقت میں ، آپٹیکل گونجنے والا ایک جہتی فوٹوونک کرسٹل پر جمع کیا جاتا ہے ، اور آپٹیکل مواصلات بینڈ میں ایک ناول برقی مقناطیسی طور پر حوصلہ افزائی شفافیت کا اثر دیکھا جاتا ہے ، جس کی وجہ ٹم پلازمون اور اس کے تباہ کن مداخلت کے ساتھ گونجنے والے کے جوڑے کی وجہ سے ہوتا ہے۔ اس اثر کا ورنکرم ردعمل آپٹیکل گونجنے والے کی موٹائی پر منحصر ہے اور یہ محیط اضطراری اشاریہ کی تبدیلی کے لئے مضبوط ہے۔ یہ کام الٹراٹین آپٹیکل گہا ، ٹوپولوجیکل انسولیٹر میٹریل اسپیکٹرم ریگولیشن اور اوپٹ الیکٹرانک آلات کے حصول کے لئے ایک نیا طریقہ کھولتا ہے۔
جیسا کہ انجیر میں دکھایا گیا ہے۔ 1A اور 1B ، آپٹیکل گونجنے والا بنیادی طور پر بسموت ٹیلورائڈ ٹاپولوجیکل انسولیٹر اور چاندی کے نانوفلموں پر مشتمل ہوتا ہے۔ میگنیٹرن اسپٹرنگ کے ذریعہ تیار کردہ بسموت ٹیلورائڈ نانوفیلمز میں بڑا علاقہ اور اچھی چپٹی ہوتی ہے۔ جب بسموت ٹیلورائڈ اور سلور فلموں کی موٹائی بالترتیب 42 این ایم اور 30 ​​این ایم ہے ، تو آپٹیکل گہا 1100 ~ 1800 این ایم (شکل 1C) کے بینڈ میں مضبوط گونج جذب کی نمائش کرتا ہے۔ جب محققین نے اس آپٹیکل گہا کو ٹی 2 او 5 (182 این ایم) اور سی او 2 (260 این ایم) پرتوں (اعداد و شمار 1 ای) کے متبادل اسٹیکس سے بنے فوٹوونک کرسٹل پر مربوط کیا تو ، ایک الگ جذب وادی (شکل 1 ایف) اصل گونج جذباتی طور پر پیدا ہونے والے (~ 1550 این ایم) کی طرح ظاہر ہوا۔

بسموت ٹیلورائڈ میٹریل کی خصوصیت ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپی اور بیضوی شکل کی تھی۔ انجیر۔ 2A-2C ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروگرافس (اعلی ریزولوشن امیجز) اور بسموت ٹیلورائڈ نانوفلمز کے منتخب کردہ الیکٹران کے پھیلاؤ کے نمونوں کو ظاہر کرتا ہے۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جاسکتا ہے کہ تیار بسموت ٹیلورائڈ نانوفیلم پولی کرسٹل لائن مواد ہیں ، اور اہم نمو کی سمت (015) کرسٹل طیارہ ہے۔ چترا 2D-2F Bismuth ٹیلورائڈ کا پیچیدہ اضطراب انڈیکس دکھاتا ہے جس کی پیمائش بیضوی شکل اور فٹڈ سطح کی حالت اور ریاست کے پیچیدہ اضطراب انگیز اشاریہ کے ذریعہ کی گئی ہے۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ سطح کی حالت کا معدومیت کا گتانک 230 ~ 1930 ینیم کی حد میں اضطراب انگیز اشاریہ سے زیادہ ہے ، جس میں دھات کی طرح کی خصوصیات دکھائی دیتی ہیں۔ جسم کا اضطراب انگیز اشاریہ 6 سے زیادہ ہوتا ہے جب طول موج 1385 ینیم سے زیادہ ہوتی ہے ، جو اس بینڈ میں سلیکن ، جرمینیم اور دیگر روایتی اعلی ریفریکٹی انڈیکس مواد سے کہیں زیادہ ہے ، جو الٹرا پتلی آپٹیکل گونجوں کی تیاری کی بنیاد رکھتی ہے۔ محققین نے بتایا کہ آپٹیکل مواصلات بینڈ میں صرف دسیوں نینو میٹر کی موٹائی کے ساتھ ٹوپولوجیکل انسولیٹر پلانر آپٹیکل گہا کی پہلی اطلاع دی گئی ہے۔ اس کے بعد ، الٹرا پتلی آپٹیکل گہا کی جذب اسپیکٹرم اور گونج طول موج بسموت ٹیلورائڈ کی موٹائی کے ساتھ ماپا گیا۔ آخر میں ، بسموت ٹیلورائڈ نانوکاویٹی/فوٹوونک کرسٹل ڈھانچے میں برقی مقناطیسی طور پر حوصلہ افزائی شفافیت کے سپیکٹرا پر سلور فلم کی موٹائی کے اثر کی تحقیقات کی گئیں۔

بسموت ٹیلورائڈ ٹوپولوجیکل انسولٹروں کی بڑی فلیٹ پتلی فلموں کی تیاری کر کے ، اور قریب اورکت بینڈ میں بسموت ٹیلورائڈ مواد کے انتہائی اعلی اضطراب انگیز اشاریہ کا فائدہ اٹھاتے ہوئے ، صرف دسیوں نینوومیٹر کی موٹائی کے ساتھ پلانر آپٹیکل گہا حاصل کیا جاتا ہے۔ الٹرا پتلا آپٹیکل گہا قریب اورکت بینڈ میں موثر گونج روشنی جذب کا احساس کرسکتا ہے ، اور آپٹیکل مواصلات بینڈ میں آپٹیکل الیکٹرانک آلات کی ترقی میں درخواست کی اہم قیمت ہے۔ بسموت ٹیلورائڈ آپٹیکل گہا کی موٹائی گونج طول موج کے لئے لکیری ہے ، اور اسی طرح کے سلیکن اور جرمینیم آپٹیکل گہا سے چھوٹی ہے۔ ایک ہی وقت میں ، بسموت ٹیلورائڈ آپٹیکل گہا کو فوٹونک کرسٹل کے ساتھ مربوط کیا جاتا ہے تاکہ جوہری نظام کی برقی مقناطیسی طور پر حوصلہ افزائی کی شفافیت کی طرح غیر معمولی آپٹیکل اثر کو حاصل کیا جاسکے ، جو مائکرو اسٹرکچر کے اسپیکٹرم ریگولیشن کے لئے ایک نیا طریقہ فراہم کرتا ہے۔ یہ مطالعہ لائٹ ریگولیشن اور آپٹیکل فنکشنل آلات میں ٹاپولوجیکل انسولیٹر مواد کی تحقیق کو فروغ دینے میں ایک خاص کردار ادا کرتا ہے۔