ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன் பேண்ட், மிக மெல்லிய ஆப்டிகல் ரெசனேட்டர்

ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன் பேண்ட், மிக மெல்லிய ஆப்டிகல் ரெசனேட்டர்
ஒளியியல் ரெசனேட்டர்கள் குறிப்பிட்ட அலைநீளங்களை ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் உள்ளூர்மயமாக்க முடியும், மேலும் ஒளி-பொருள் தொடர்புகளில் முக்கியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன,ஒளியியல் தொடர்பு, ஒளியியல் உணர்தல் மற்றும் ஒளியியல் ஒருங்கிணைப்பு. ரெசனேட்டரின் அளவு முக்கியமாக பொருள் பண்புகள் மற்றும் இயக்க அலைநீளத்தைப் பொறுத்தது, எடுத்துக்காட்டாக, அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு அலைவரிசையில் இயங்கும் சிலிக்கான் ரெசனேட்டர்களுக்கு பொதுவாக நூற்றுக்கணக்கான நானோமீட்டர்கள் மற்றும் அதற்கு மேற்பட்ட ஒளியியல் கட்டமைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், கட்டமைப்பு நிறம், ஹாலோகிராஃபிக் இமேஜிங், ஒளி புல ஒழுங்குமுறை மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களில் அவற்றின் சாத்தியமான பயன்பாடுகள் காரணமாக மிக மெல்லிய பிளானர் ஆப்டிகல் ரெசனேட்டர்கள் அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன. பிளானர் ரெசனேட்டர்களின் தடிமனை எவ்வாறு குறைப்பது என்பது ஆராய்ச்சியாளர்கள் எதிர்கொள்ளும் கடினமான சிக்கல்களில் ஒன்றாகும்.
பாரம்பரிய குறைக்கடத்தி பொருட்களிலிருந்து வேறுபட்ட, 3D இடவியல் மின்கடத்திகள் (பிஸ்மத் டெல்லுரைடு, ஆன்டிமனி டெல்லுரைடு, பிஸ்மத் செலினைடு போன்றவை) இடவியல் ரீதியாக பாதுகாக்கப்பட்ட உலோக மேற்பரப்பு நிலைகள் மற்றும் மின்கடத்தா நிலைகளைக் கொண்ட புதிய தகவல் பொருட்களாகும். மேற்பரப்பு நிலை நேர தலைகீழ் சமச்சீர் மூலம் பாதுகாக்கப்படுகிறது, மேலும் அதன் எலக்ட்ரான்கள் காந்தம் அல்லாத அசுத்தங்களால் சிதறடிக்கப்படுவதில்லை, இது குறைந்த சக்தி கொண்ட குவாண்டம் கணினி மற்றும் ஸ்பின்ட்ரோனிக் சாதனங்களில் முக்கியமான பயன்பாட்டு வாய்ப்புகளைக் கொண்டுள்ளது. அதே நேரத்தில், இடவியல் மின்கடத்தா பொருட்கள் உயர் ஒளிவிலகல் குறியீடு, பெரிய நேரியல் அல்லாத போன்ற சிறந்த ஒளியியல் பண்புகளையும் காட்டுகின்றன.ஒளியியல்குணகம், பரந்த வேலை நிறமாலை வரம்பு, சீரான தன்மை, எளிதான ஒருங்கிணைப்பு போன்றவை, இது ஒளி ஒழுங்குமுறையை உணர ஒரு புதிய தளத்தை வழங்குகிறது மற்றும்ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்கள்.
சீனாவில் உள்ள ஒரு ஆராய்ச்சி குழு, பெரிய பரப்பளவில் வளரும் பிஸ்மத் டெல்லூரைடு டோபோலாஜிக்கல் இன்சுலேட்டர் நானோஃபிலிம்களைப் பயன்படுத்தி மிக மெல்லிய ஆப்டிகல் ரெசனேட்டர்களை உருவாக்குவதற்கான ஒரு முறையை முன்மொழிந்துள்ளது. ஆப்டிகல் குழி அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு பட்டையில் வெளிப்படையான அதிர்வு உறிஞ்சுதல் பண்புகளைக் காட்டுகிறது. பிஸ்மத் டெல்லூரைடு ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன் பேண்டில் 6 க்கும் அதிகமான மிக உயர்ந்த ஒளிவிலகல் குறியீட்டைக் கொண்டுள்ளது (சிலிக்கான் மற்றும் ஜெர்மானியம் போன்ற பாரம்பரிய உயர் ஒளிவிலகல் குறியீட்டுப் பொருட்களின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை விட அதிகமாக), இதனால் ஆப்டிகல் குழி தடிமன் அதிர்வு அலைநீளத்தின் இருபதில் ஒரு பங்கை அடைய முடியும். அதே நேரத்தில், ஆப்டிகல் ரெசனேட்டர் ஒரு பரிமாண ஃபோட்டானிக் படிகத்தில் டெபாசிட் செய்யப்படுகிறது, மேலும் ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன் பேண்டில் ஒரு புதிய மின்காந்த ரீதியாக தூண்டப்பட்ட வெளிப்படைத்தன்மை விளைவு காணப்படுகிறது, இது டாம் பிளாஸ்மோனுடன் ரெசனேட்டரை இணைப்பதன் மூலமும் அதன் அழிவுகரமான குறுக்கீட்டினாலும் ஏற்படுகிறது. இந்த விளைவின் நிறமாலை பதில் ஆப்டிகல் ரெசனேட்டரின் தடிமனைப் பொறுத்தது மற்றும் சுற்றுப்புற ஒளிவிலகல் குறியீட்டின் மாற்றத்திற்கு வலுவானது. இந்த வேலை அல்ட்ராதின் ஆப்டிகல் குழி, டோபோலாஜிக்கல் இன்சுலேட்டர் பொருள் ஸ்பெக்ட்ரம் ஒழுங்குமுறை மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களை உணர ஒரு புதிய வழியைத் திறக்கிறது.
படம் 1a மற்றும் 1b இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஆப்டிகல் ரெசனேட்டர் முக்கியமாக பிஸ்மத் டெல்லுரைடு டோபோலாஜிக்கல் இன்சுலேட்டர் மற்றும் சில்வர் நானோஃபிலிம்களால் ஆனது. மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் மூலம் தயாரிக்கப்பட்ட பிஸ்மத் டெல்லுரைடு நானோஃபிலிம்கள் பெரிய பரப்பளவையும் நல்ல தட்டையான தன்மையையும் கொண்டுள்ளன. பிஸ்மத் டெல்லுரைடு மற்றும் சில்வர் ஃபிலிம்களின் தடிமன் முறையே 42 nm மற்றும் 30 nm ஆக இருக்கும்போது, ​​ஆப்டிகல் குழி 1100~1800 nm பேண்டில் வலுவான அதிர்வு உறிஞ்சுதலை வெளிப்படுத்துகிறது (படம் 1c). ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த ஆப்டிகல் குழியை Ta2O5 (182 nm) மற்றும் SiO2 (260 nm) அடுக்குகளின் மாற்று அடுக்குகளால் ஆன ஃபோட்டானிக் படிகத்தில் ஒருங்கிணைத்தபோது (படம் 1e), அசல் ஒத்ததிர்வு உறிஞ்சுதல் உச்சத்திற்கு (~1550 nm) அருகில் ஒரு தனித்துவமான உறிஞ்சுதல் பள்ளத்தாக்கு (படம் 1f) தோன்றியது, இது அணு அமைப்புகளால் உற்பத்தி செய்யப்படும் மின்காந்த ரீதியாக தூண்டப்பட்ட வெளிப்படைத்தன்மை விளைவைப் போன்றது.

பிஸ்மத் டெல்லுரைடு பொருள் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி மற்றும் எலிப்சோமெட்ரி மூலம் வகைப்படுத்தப்பட்டது. படம் 2a-2c டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோகிராஃப்கள் (உயர்-தெளிவுத்திறன் படங்கள்) மற்றும் பிஸ்மத் டெல்லுரைடு நானோஃபிலிம்களின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் வடிவங்களைக் காட்டுகிறது. தயாரிக்கப்பட்ட பிஸ்மத் டெல்லுரைடு நானோஃபிலிம்கள் பாலிகிரிஸ்டலின் பொருட்கள் என்பதையும், முக்கிய வளர்ச்சி நோக்குநிலை (015) படிகத் தளம் என்பதையும் படத்தில் இருந்து காணலாம். படம் 2d-2f எலிப்சோமீட்டரால் அளவிடப்படும் பிஸ்மத் டெல்லுரைட்டின் சிக்கலான ஒளிவிலகல் குறியீட்டையும் பொருத்தப்பட்ட மேற்பரப்பு நிலை மற்றும் நிலை சிக்கலான ஒளிவிலகல் குறியீட்டையும் காட்டுகிறது. மேற்பரப்பு நிலையின் அழிவு குணகம் 230~1930 nm வரம்பில் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை விட அதிகமாக உள்ளது, இது உலோகம் போன்ற பண்புகளைக் காட்டுகிறது என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. அலைநீளம் 1385 nm ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது உடலின் ஒளிவிலகல் குறியீடு 6 ஐ விட அதிகமாக இருக்கும், இது இந்த பட்டையில் உள்ள சிலிக்கான், ஜெர்மானியம் மற்றும் பிற பாரம்பரிய உயர்-ஒளிவிலகல் குறியீட்டு பொருட்களை விட மிக அதிகமாகும், இது மிக மெல்லிய ஆப்டிகல் ரெசனேட்டர்களை தயாரிப்பதற்கான அடித்தளத்தை அமைக்கிறது. ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன் பேண்டில் பத்து நானோமீட்டர்கள் மட்டுமே தடிமன் கொண்ட ஒரு டோபாலஜிக்கல் இன்சுலேட்டர் பிளானர் ஆப்டிகல் குழியின் முதல் அறிக்கை உணர்தல் இது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் சுட்டிக்காட்டுகின்றனர். பின்னர், மிக மெல்லிய ஆப்டிகல் குழியின் உறிஞ்சுதல் நிறமாலை மற்றும் அதிர்வு அலைநீளம் பிஸ்மத் டெல்லுரைட்டின் தடிமனுடன் அளவிடப்பட்டன. இறுதியாக, பிஸ்மத் டெல்லுரைடு நானோகுழி/ஃபோட்டானிக் படிக கட்டமைப்புகளில் மின்காந்த ரீதியாக தூண்டப்பட்ட வெளிப்படைத்தன்மை நிறமாலையில் வெள்ளி படலத்தின் தடிமனின் விளைவு ஆராயப்படுகிறது.

பிஸ்மத் டெல்லூரைடு இடவியல் மின்கடத்திகளின் பெரிய பரப்பளவு தட்டையான மெல்லிய படலங்களைத் தயாரிப்பதன் மூலமும், அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு பட்டையில் உள்ள பிஸ்மத் டெல்லூரைடு பொருட்களின் மிக உயர்ந்த ஒளிவிலகல் குறியீட்டைப் பயன்படுத்திக் கொள்வதன் மூலமும், பத்து நானோமீட்டர்கள் மட்டுமே தடிமன் கொண்ட ஒரு பிளானர் ஆப்டிகல் குழி பெறப்படுகிறது. மிக மெல்லிய ஒளியியல் குழி அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு பட்டையில் திறமையான ஒத்ததிர்வு ஒளி உறிஞ்சுதலை உணர முடியும், மேலும் ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன் பேண்டில் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களின் வளர்ச்சியில் முக்கியமான பயன்பாட்டு மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது. பிஸ்மத் டெல்லூரைடு ஒளியியல் குழியின் தடிமன் ஒத்ததிர்வு அலைநீளத்திற்கு நேரியல் ஆகும், மேலும் இது ஒத்த சிலிக்கான் மற்றும் ஜெர்மானியம் ஒளியியல் குழியை விட சிறியது. அதே நேரத்தில், பிஸ்மத் டெல்லூரைடு ஒளியியல் குழி, அணு அமைப்பின் மின்காந்த ரீதியாக தூண்டப்பட்ட வெளிப்படைத்தன்மைக்கு ஒத்த முரண்பாடான ஒளியியல் விளைவை அடைய ஃபோட்டானிக் படிகத்துடன் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது, இது நுண் கட்டமைப்பின் நிறமாலை ஒழுங்குமுறைக்கு ஒரு புதிய முறையை வழங்குகிறது. ஒளி ஒழுங்குமுறை மற்றும் ஒளியியல் செயல்பாட்டு சாதனங்களில் இடவியல் மின்கடத்தா பொருட்களின் ஆராய்ச்சியை ஊக்குவிப்பதில் இந்த ஆய்வு ஒரு குறிப்பிட்ட பங்கை வகிக்கிறது.