ஒளியியல் தொடர்பு அலைவரிசை, மிக மெல்லிய ஒளியியல் அதிர்வுமானி

ஒளியியல் தொடர்பு அலைவரிசை, மிக மெல்லிய ஒளியியல் அதிர்வுமானி
ஒளியியல் அதிர்வலைகள், ஒளி அலைகளின் குறிப்பிட்ட அலைநீளங்களை ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட இடத்தில் ஒருமுகப்படுத்த வல்லவை, மேலும் ஒளி-பொருள் இடைவினையில் முக்கியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன.தொடர்புஒளியியல் உணர்தல் மற்றும் ஒளியியல் ஒருங்கிணைப்பு. அதிர்வுறுப்பானின் அளவு முக்கியமாகப் பொருளின் பண்புகள் மற்றும் செயல்படும் அலைநீளத்தைப் பொறுத்தது, எடுத்துக்காட்டாக, அண்மை அகச்சிவப்புப் பட்டையில் செயல்படும் சிலிக்கான் அதிர்வுறுப்பான்களுக்குப் பொதுவாக நூற்றுக்கணக்கான நானோமீட்டர்கள் மற்றும் அதற்கும் அதிகமான ஒளியியல் கட்டமைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், கட்டமைப்பு வண்ணம், முப்பரிமாணப் படிமமாக்கல், ஒளிப்புல ஒழுங்குமுறை மற்றும் ஒளியியல் மின்னணு சாதனங்களில் உள்ள அவற்றின் சாத்தியமான பயன்பாடுகள் காரணமாக, மிக மெல்லிய தள ஒளியியல் அதிர்வுறுப்பான்கள் அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன. தள அதிர்வுறுப்பான்களின் தடிமனைக் குறைப்பது எப்படி என்பது ஆராய்ச்சியாளர்கள் எதிர்கொள்ளும் கடினமான பிரச்சனைகளில் ஒன்றாகும்.
பாரம்பரிய குறைக்கடத்திப் பொருட்களிலிருந்து வேறுபட்ட, 3D இடவியல் மின்காப்பான்கள் (பிஸ்மத் டெலூரைடு, ஆண்டிமனி டெலூரைடு, பிஸ்மத் செலனைடு போன்றவை) என்பவை, இடவியல் ரீதியாகப் பாதுகாக்கப்பட்ட உலோக மேற்பரப்பு நிலைகள் மற்றும் மின்காப்பான் நிலைகளைக் கொண்ட புதிய தகவல் பொருட்கள் ஆகும். மேற்பரப்பு நிலையானது காலப் புரட்சியின் சமச்சீரால் பாதுகாக்கப்படுகிறது, மேலும் அதன் எலக்ட்ரான்கள் காந்தமற்ற அசுத்தங்களால் சிதறடிக்கப்படுவதில்லை. இது குறைந்த ஆற்றல் குவாண்டம் கணினி மற்றும் ஸ்பின்ட்ரானிக் சாதனங்களில் முக்கியமான பயன்பாட்டு வாய்ப்புகளைக் கொண்டுள்ளது. அதே நேரத்தில், இடவியல் மின்காப்பான் பொருட்கள் உயர் ஒளிவிலகல் குறியீடு, பெரிய நேரியல் அல்லாத தன்மை போன்ற சிறந்த ஒளியியல் பண்புகளையும் வெளிப்படுத்துகின்றன.ஒளியியல்குணகம், பரந்த செயல்பாட்டு நிறமாலை வரம்பு, சரிசெய்யக்கூடிய தன்மை, எளிதான ஒருங்கிணைப்பு போன்றவை, ஒளி ஒழுங்குமுறையை உணர்ந்து கொள்வதற்கு ஒரு புதிய தளத்தை வழங்குகின்றன.ஒளியியல் மின்னணு சாதனங்கள்.
சீனாவில் உள்ள ஒரு ஆய்வுக் குழு, பெரிய பரப்பளவில் வளரும் பிஸ்மத் டெலூரைடு டோப்பாலஜிக்கல் இன்சுலேட்டர் நானோஃபிலிம்களைப் பயன்படுத்தி, மிக மெல்லிய ஒளியியல் அதிர்வுமானிகளைத் தயாரிப்பதற்கான ஒரு முறையை முன்மொழிந்துள்ளது. இந்த ஒளியியல் குழி, அண்மை அகச்சிவப்புப் பட்டையில் தெளிவான அதிர்வு உறிஞ்சும் பண்புகளைக் காட்டுகிறது. பிஸ்மத் டெலூரைடு, ஒளியியல் தொடர்புப் பட்டையில் 6-க்கும் அதிகமான மிக உயர்ந்த ஒளிவிலகல் குறியீட்டைக் கொண்டுள்ளது (சிலிக்கான் மற்றும் ஜெர்மானியம் போன்ற பாரம்பரிய உயர் ஒளிவிலகல் குறியீட்டுப் பொருட்களின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை விட இது அதிகம்). அதனால், ஒளியியல் குழியின் தடிமன் அதிர்வு அலைநீளத்தின் இருபதில் ஒரு பங்கை எட்ட முடியும். அதே நேரத்தில், இந்த ஒளியியல் அதிர்வுமானி ஒரு பரிமாண ஃபோட்டானிக் படிகத்தின் மீது படியவைக்கப்படுகிறது. மேலும், ஒளியியல் தொடர்புப் பட்டையில் ஒரு புதுமையான மின்காந்தத்தால் தூண்டப்பட்ட ஒளிபுகும் விளைவு காணப்படுகிறது. இது, அதிர்வுமானிக்கும் டாம் பிளாஸ்மானுக்கும் இடையிலான இணைப்பு மற்றும் அதன் அழிவு குறுக்கீட்டினால் ஏற்படுகிறது. இந்த விளைவின் நிறமாலைத் துலங்கல், ஒளியியல் அதிர்வுமானியின் தடிமனைச் சார்ந்துள்ளது மற்றும் சுற்றுப்புற ஒளிவிலகல் குறியீட்டின் மாற்றத்திற்கு வலுவானதாக உள்ளது. இந்தப் பணி, மிக மெல்லிய ஒளியியல் குழி, இடவியல் மின்காப்புப் பொருள் நிறமாலை ஒழுங்குமுறை மற்றும் ஒளியியல் மின்னணு சாதனங்களை நனவாக்குவதற்கு ஒரு புதிய வழியைத் திறக்கிறது.
படம் 1a மற்றும் 1b-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒளியியல் அதிர்வுறுப்பானது முக்கியமாக பிஸ்மத் டெலூரைடு டோப்பாலஜிக்கல் இன்சுலேட்டர் மற்றும் வெள்ளி நானோபடலங்களால் ஆனது. மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் மூலம் தயாரிக்கப்பட்ட பிஸ்மத் டெலூரைடு நானோபடலங்கள் பெரிய பரப்பளவையும் நல்ல தட்டையான தன்மையையும் கொண்டுள்ளன. பிஸ்மத் டெலூரைடு மற்றும் வெள்ளிப் படலங்களின் தடிமன் முறையே 42 நானோமீட்டர் மற்றும் 30 நானோமீட்டராக இருக்கும்போது, ​​ஒளியியல் குழிவானது 1100~1800 நானோமீட்டர் அலைவரிசையில் வலுவான அதிர்வு உறிஞ்சுதலை வெளிப்படுத்துகிறது (படம் 1c). ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த ஒளியியல் குழிவை, Ta2O5 (182 நானோமீட்டர்) மற்றும் SiO2 (260 நானோமீட்டர்) அடுக்குகளின் மாறி மாறி வரும் அடுக்குகளால் ஆன ஒரு ஃபோட்டானிக் படிகத்தில் ஒருங்கிணைத்தபோது (படம் 1e), அசல் அதிர்வு உறிஞ்சுதலின் உச்சத்திற்கு (~1550 நானோமீட்டர்) அருகில் ஒரு தனித்துவமான உறிஞ்சுதலின் பள்ளம் (படம் 1f) தோன்றியது. இது அணு அமைப்புகளால் உருவாக்கப்படும் மின்காந்த ரீதியாகத் தூண்டப்பட்ட ஒளிபுகும் விளைவைப் போன்றது.

பிஸ்மத் டெலூரைடு பொருளானது டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி மற்றும் எலிப்சோமெட்ரி மூலம் பண்புப்படுத்தப்பட்டது. படம் 2a-2c, பிஸ்மத் டெலூரைடு நானோஃபிலிம்களின் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோகிராஃப்களையும் (உயர்-தெளிவுத்திறன் படங்கள்) மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான் டிஃப்ராக்ஷன் வடிவங்களையும் காட்டுகிறது. தயாரிக்கப்பட்ட பிஸ்மத் டெலூரைடு நானோஃபிலிம்கள் பலபடிகப் பொருட்கள் என்பதையும், அதன் முக்கிய வளர்ச்சி நோக்குநிலை (015) படிகத் தளம் என்பதையும் படத்திலிருந்து காணலாம். படம் 2d-2f, எலிப்சோமீட்டர் மூலம் அளவிடப்பட்ட பிஸ்மத் டெலூரைடின் சிக்கலான ஒளிவிலகல் குறியீட்டையும், பொருத்தப்பட்ட மேற்பரப்பு நிலை மற்றும் நிலை சிக்கலான ஒளிவிலகல் குறியீட்டையும் காட்டுகிறது. 230~1930 நானோமீட்டர் வரம்பில், மேற்பரப்பு நிலையின் அழிவு குணகம் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை விட அதிகமாக உள்ளது என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன, இது உலோகம் போன்ற பண்புகளைக் குறிக்கிறது. அலைநீளம் 1385 நானோமீட்டருக்கு மேல் இருக்கும்போது, ​​பொருளின் ஒளிவிலகல் குறியீடு 6-க்கும் அதிகமாக உள்ளது. இது, இந்தப் பட்டையில் உள்ள சிலிக்கான், ஜெர்மானியம் மற்றும் பிற பாரம்பரிய உயர் ஒளிவிலகல் குறியீட்டுப் பொருட்களை விட மிகவும் அதிகமாகும். இது, மிக மெல்லிய ஒளியியல் அதிர்வுமானிகளைத் தயாரிப்பதற்கு ஒரு அடித்தளத்தை அமைக்கிறது. ஒளியியல் தகவல் தொடர்புப் பட்டையில், வெறும் பத்து நானோமீட்டர் தடிமன் கொண்ட ஒரு இடவியல் காப்பான் தள ஒளியியல் குழியின் முதல் உருவாக்கம் இதுவே என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் சுட்டிக்காட்டுகின்றனர். அதனைத் தொடர்ந்து, பிஸ்மத் டெலூரைடின் தடிமனுடன், மிக மெல்லிய ஒளியியல் குழியின் உட்கிரகிப்பு நிறமாலை மற்றும் அதிர்வு அலைநீளம் அளவிடப்பட்டன. இறுதியாக, பிஸ்மத் டெலூரைடு நானோகுழி/ஒளியியல் படிக அமைப்புகளில் மின்காந்தத்தால் தூண்டப்பட்ட ஒளிபுகும் நிறமாலைகளில் வெள்ளிப் படலத்தின் தடிமனின் விளைவு ஆராயப்பட்டது.

பிஸ்மத் டெலூரைடு டோபாலஜிக்கல் இன்சுலேட்டர்களின் பெரிய பரப்பளவு கொண்ட தட்டையான மெல்லிய படலங்களைத் தயாரிப்பதன் மூலமும், அருகிலுள்ள அகச்சிவப்புப் பட்டையில் பிஸ்மத் டெலூரைடு பொருட்களின் மிக உயர்ந்த ஒளிவிலகல் குறியீட்டைப் பயன்படுத்திக் கொள்வதன் மூலமும், வெறும் பத்து நானோமீட்டர் தடிமன் கொண்ட ஒரு தள ஒளியியல் குழி பெறப்படுகிறது. இந்த மிக மெல்லிய ஒளியியல் குழியானது அருகிலுள்ள அகச்சிவப்புப் பட்டையில் திறமையான அதிர்வு ஒளி உறிஞ்சுதலை உணரச் செய்ய முடியும், மேலும் ஒளியியல் தொடர்புப் பட்டையில் ஒளியியல் மின்னணு சாதனங்களின் வளர்ச்சியில் இது ஒரு முக்கியமான பயன்பாட்டு மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது. பிஸ்மத் டெலூரைடு ஒளியியல் குழியின் தடிமன் அதிர்வு அலைநீளத்திற்கு நேரியல் விகிதத்தில் உள்ளது, மேலும் இது ஒத்த சிலிக்கான் மற்றும் ஜெர்மானியம் ஒளியியல் குழிகளை விட சிறியது. அதே நேரத்தில், பிஸ்மத் டெலூரைடு ஒளியியல் குழியானது ஃபோட்டானிக் படிகத்துடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டு, அணு அமைப்பின் மின்காந்தத்தால் தூண்டப்பட்ட ஒளிபுகும் தன்மையைப் போன்ற ஒரு அசாதாரண ஒளியியல் விளைவை அடைகிறது, இது நுண் கட்டமைப்பின் நிறமாலை ஒழுங்குமுறைக்கு ஒரு புதிய முறையை வழங்குகிறது. இந்த ஆய்வு, ஒளி ஒழுங்குமுறை மற்றும் ஒளியியல் செயல்பாட்டு சாதனங்களில் டோபாலஜிக்கல் இன்சுலேட்டர் பொருட்களின் ஆராய்ச்சியை ஊக்குவிப்பதில் ஒரு குறிப்பிட்ட பங்கை வகிக்கிறது.