ন্যানোস্কেল আলোর উত্সের জন্য একটি অপ্রত্যাশিত অ্যান্টেনা

জুলাই 03, 2023 (নানোওয়ার্ক নিউজ) আলোর দ্রুত স্যুইচিং এবং মড্যুলেশন হল আধুনিক ডেটা ট্রান্সফারের অন্যান্য জিনিসগুলির মধ্যে, যেখানে তথ্য মড্যুলেটেড আলোর রশ্মির আকারে ফাইবার অপটিক তারের মাধ্যমে পাঠানো হয়। বেশ কয়েক বছর ধরে লাইট মডুলেটরকে ছোট করা এবং চিপসে একীভূত করা সম্ভব হয়েছে, কিন্তু আলোর উৎসগুলিই - হালকা নির্গত ডায়োড (এলইডি) বা লেজার - এখনও প্রকৌশলীদের কাছে সমস্যা তৈরি করে। প্রফেসর লুকাস নভোটনির নেতৃত্বে ETH জুরিখের গবেষকদের একটি দল, ডুবেনডর্ফের EMPA এবং বার্সেলোনার ICFO-তে সহকর্মীদের সাথে, এখন একটি নতুন প্রক্রিয়া খুঁজে পেয়েছে যার দ্বারা ভবিষ্যতে ক্ষুদ্র কিন্তু দক্ষ আলোর উত্স তৈরি করা যেতে পারে। তাদের গবেষণার ফলাফল সম্প্রতি বৈজ্ঞানিক জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে প্রকৃতি উপকরণ ("ভ্যান ডার ওয়ালস হেটেরোস্ট্রাকচারে এক্সাইটন-সহায়তা ইলেক্ট্রন টানেলিং").

অপ্রত্যাশিত চেষ্টা

"এটি অর্জন করতে, আমাদের প্রথমে অপ্রত্যাশিত চেষ্টা করতে হয়েছিল", নভোটনি বলেছেন। বেশ কয়েক বছর ধরে তিনি এবং তার সহকর্মীরা টানেল প্রভাবের উপর ভিত্তি করে ক্ষুদ্র আলোর উত্সগুলিতে কাজ করছেন। দুটি ইলেক্ট্রোডের মধ্যে (সোনার তৈরি এবং গ্রাফিন এই ক্ষেত্রে) একটি অন্তরক উপাদান দ্বারা পৃথক করা হলে, ইলেকট্রনগুলি কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নিয়ম অনুসারে টানেল করতে পারে। বিশেষ পরিস্থিতিতে - অর্থাৎ, যদি টানেল প্রক্রিয়াটি স্থিতিস্থাপক হয়, যার অর্থ ইলেকট্রনের শক্তি সংরক্ষণ করা হয় না - আলো তৈরি করা যেতে পারে। "দুর্ভাগ্যবশত, এই আলোর উত্সগুলির ফলন বরং খারাপ কারণ তেজস্ক্রিয় নির্গমন খুব অকার্যকর", পোস্টডক সোটিরিওস পাপাডোপুলোস ব্যাখ্যা করেন। এই নির্গমন সমস্যা প্রযুক্তির অন্যান্য ক্ষেত্রে সুপরিচিত। মোবাইল ফোনে, উদাহরণস্বরূপ, ট্রান্সমিশনের জন্য প্রয়োজনীয় মাইক্রোওয়েভ তৈরি করা চিপগুলির আকার মাত্র কয়েক মিলিমিটার। বিপরীতে, মাইক্রোওয়েভের নিজের তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় 20 সেন্টিমিটার, যা তাদের চিপের চেয়ে একশ গুণ বড় করে তোলে। আকারের এই পার্থক্যটি কাটিয়ে উঠতে একটি অ্যান্টেনার প্রয়োজন (যা, আধুনিক ফোনে, আসলে বাইরে থেকে আর দৃশ্যমান নয়)। একইভাবে, জুরিখের গবেষকদের পরীক্ষায় আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য আলোর উৎসের চেয়ে অনেক বেশি।

টানেল জংশনের বাইরে সেমিকন্ডাক্টর

"কেউ ভাবতে পারে, তাহলে, আমরা সচেতনভাবে একটি অ্যান্টেনা সমাধান খুঁজছিলাম - কিন্তু বাস্তবে আমরা তা ছিল না", পাপাডোপুলোস বলেছেন। তাদের আগে অন্যান্য গোষ্ঠীর মতো, গবেষকরা এইভাবে আলো তৈরি করার জন্য টানেল জংশনের ইলেক্ট্রোডের মধ্যে স্যান্ডউইচ করা একক পরমাণুর পুরুত্বের সাথে টংস্টেন ডিসালফাইডের মতো অর্ধপরিবাহী পদার্থের স্তরগুলি তদন্ত করছিলেন। নীতিগতভাবে একজন অনুমান করবে যে সর্বোত্তম অবস্থানটি দুটি ইলেক্ট্রোডের মধ্যে কোথাও হওয়া উচিত, হতে পারে অন্যটির চেয়ে একটির কিছুটা কাছাকাছি। পরিবর্তে, গবেষকরা গ্রাফিন ইলেক্ট্রোডের উপরে অর্ধপরিবাহী স্থাপন করে সম্পূর্ণ ভিন্ন কিছু করার চেষ্টা করেছেন - সম্পূর্ণ টানেল জংশনের বাইরে। সেমিকন্ডাক্টর উপাদান (টাংস্টেন ডিসালফাইড, WS2) টানেল জংশনের বাইরে রাখা (ডানদিকে) একটি অ্যান্টেনা হিসাবে কাজ করে এবং টানেল জংশনে তৈরি শক্তিকে উন্নত করা সম্ভব করে তোলে। (চিত্র: সোটিরিওস পাপাডোপুলোস / ইটিএইচ জুরিখ)

আশ্চর্যজনক অ্যান্টেনা কর্ম

আশ্চর্যজনকভাবে, এই দৃশ্যত অযৌক্তিক অবস্থানটি খুব ভালভাবে কাজ করেছিল। গবেষকরা টানেল জংশনে প্রয়োগ করা ভোল্টেজের পরিবর্তন এবং এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট পরিমাপ করে এর কারণ খুঁজে পেয়েছেন। এই পরিমাপটি একটি স্পষ্ট অনুরণন দেখায়, যা অর্ধপরিবাহী উপাদানের তথাকথিত এক্সাইটন অনুরণনের সাথে মিলে যায়। এক্সিটনগুলি একটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত ছিদ্র দিয়ে তৈরি, যা একটি অনুপস্থিত ইলেকট্রন এবং গর্ত দ্বারা আবদ্ধ একটি ইলেকট্রনের সাথে মিলে যায়। তারা উত্তেজিত হতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, হালকা বিকিরণ দ্বারা। এক্সাইটন অনুরণন একটি স্পষ্ট লক্ষণ যে অর্ধপরিবাহী চার্জ বাহক দ্বারা সরাসরি উত্তেজিত হয় না - সর্বোপরি, এটির মধ্য দিয়ে কোন ইলেকট্রন প্রবাহিত হয়নি - বরং এটি টানেল জংশনে তৈরি শক্তি শোষণ করে এবং পরবর্তীকালে এটি পুনরায় নির্গত করে। অন্য কথায়, এটি একটি অ্যান্টেনার মতো কাজ করে।

ন্যানোস্কেল আলোর উত্সগুলিতে অ্যাপ্লিকেশন

"আপাতত, এই অ্যান্টেনাটি খুব ভাল নয় কারণ সেমিকন্ডাক্টরের ভিতরে তথাকথিত অন্ধকার এক্সিটন তৈরি করা হয়, যার অর্থ খুব বেশি আলো নির্গত হয় না", নভোটনি স্বীকার করেছেন: "এটি উন্নত করা অদূর ভবিষ্যতের জন্য আমাদের হোমওয়ার্ক হবে"। গবেষকরা যদি সেমিকন্ডাক্টর দ্বারা আলো নির্গমনকে আরও দক্ষ করে তুলতে সফল হন, তবে আলোর উত্স তৈরি করা সম্ভব হবে যা মাত্র কয়েক ন্যানোমিটার পরিমাপ করে এবং এইভাবে, তারা যে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য তৈরি করে তার চেয়ে হাজার গুণ ছোট। যেহেতু সেমিকন্ডাক্টর অ্যান্টেনার মধ্য দিয়ে কোনো ইলেকট্রন প্রবাহিত হয় না, তাই এমন কোনো অবাঞ্ছিত প্রভাবও নেই যা সাধারণত সীমানায় ঘটতে পারে এবং এটি কার্যক্ষমতা হ্রাস করতে পারে। "যে কোনো ক্ষেত্রে, আমরা নতুন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি দরজা খুলে দিয়েছি", নভোটনি বলেছেন। অপ্রত্যাশিত চেষ্টা করা স্পষ্টতই অর্থ প্রদান করেছে।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। মোটরগাড়ি / ইভি, কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• ব্লকঅফসেট। পরিবেশগত অফসেট মালিকানার আধুনিকীকরণ। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63271.php