টেরাহার্টজ বিকিরণ - সাবমিলিমিটার বিকিরণ নামেও পরিচিত, অনেক অধাতু পদার্থ ভেদ করতে পারে এবং নির্দিষ্ট অণুর স্বাক্ষর সনাক্ত করতে পারে। তাদের আকর্ষণীয় বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, এগুলি বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। বর্তমানে ব্যবহৃত বেশিরভাগ টেরাহার্টজ ডিভাইসগুলি ব্যয়বহুল, ধীরগতির, ভারী, ভ্যাকুয়াম সিস্টেমের প্রয়োজন এবং অত্যন্ত নিম্ন তাপমাত্রায় কাজ করে, এমন ডিভাইসগুলি তৈরি করা কঠিন করে তোলে যা থেকে ছবিগুলি সনাক্ত করা এবং তৈরি করা terahertz তরঙ্গ.
এখন, এমআইটি বিজ্ঞানীরা, সঙ্গে সহযোগিতায় মিনেসোটা বিশ্ববিদ্যালয় এবং স্যামসাং, একটি কম দামের টেরাহার্টজ ক্যামেরা তৈরি করেছে। এই নতুন ক্যামেরাটি উচ্চ সংবেদনশীলতার সাথে এবং ঘরের তাপমাত্রা এবং চাপে দ্রুত টেরাহার্টজ ডাল সনাক্ত করতে পারে। অধিকন্তু, এটি একই সাথে রিয়েল-টাইমে তরঙ্গগুলির অভিযোজন বা "মেরুকরণ" সম্পর্কে তথ্য ক্যাপচার করতে পারে, যা বিদ্যমান ডিভাইসগুলি পারে না।
অপ্রতিসম অণু-ধারণকারী উপাদানগুলি সনাক্ত করা যেতে পারে, বা এই তথ্য ব্যবহার করে তাদের পৃষ্ঠের টপোগ্রাফি নিশ্চিত করা যেতে পারে।
কোয়ান্টাম ডটস, নতুন প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত, সম্প্রতি টেরাহার্টজ কম্পন দ্বারা সক্রিয় হলে দৃশ্যমান আলো নির্গত করার জন্য আবিষ্কৃত হয়েছে। তারপরে, দৃশ্যমান আলোকে সাহায্যবিহীন চোখ দিয়ে পর্যবেক্ষণ করা যায় এবং একটি নিয়মিত ইলেকট্রনিক ডিটেক্টরের মতো একটি ডিভাইস দ্বারা ক্যাপচার করা যায়। ক্যামেরা.
বিজ্ঞানীরা দুটি ভিন্ন ডিভাইস তৈরি করেছেন: একটি টেরাহার্টজ ডালকে দৃশ্যমান আলোতে রূপান্তর করতে কোয়ান্টাম ডটের ক্ষমতা ব্যবহার করে। অন্যটি টেরাহার্টজ তরঙ্গের মেরুকরণের অবস্থা প্রদর্শন করে এমন চিত্র তৈরি করে।
নতুন "ক্যামেরা" বেশ কয়েকটি স্তর নিয়ে গঠিত এবং মাইক্রোচিপগুলির অনুরূপ শিল্প-মানের উত্পাদন প্রক্রিয়া ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছে। সাবস্ট্রেটটি হালকা-নিঃসরণকারী কোয়ান্টাম ডট উপাদানের একটি স্তর দিয়ে আবৃত, তারপরে সোনার ন্যানোস্কেল সমান্তরাল রেখার একটি স্তর যা ক্ষুদ্র স্লিট দ্বারা বিভক্ত। অবশেষে, ক CMOS চিপ একটি ইমেজ তৈরি করতে ব্যবহার করা হয়। একটি পোলারিমিটার, যা পোলারাইজেশন ডিটেক্টরের অনুরূপ, রিং-আকৃতির ন্যানোস্কেল স্লিটগুলি ব্যবহার করে আগত বিমের মেরুকরণ সনাক্ত করতে পারে।
রসায়নের অধ্যাপক কিথ নেলসন বলেছেন, "টেরাহার্টজ বিকিরণের ফোটনগুলির শক্তি অত্যন্ত কম, যা তাদের সনাক্ত করা কঠিন করে তোলে। সুতরাং, এই ডিভাইসটি যা করছে তা হল সেই ছোট্ট ফোটন শক্তিকে দৃশ্যমান কিছুতে রূপান্তর করা যা একটি নিয়মিত ক্যামেরা দিয়ে সনাক্ত করা সহজ।"
পরীক্ষা-নিরীক্ষার সময়, ক্যামেরা কম-তীব্রতার স্তরে টেরাহার্টজ ডাল সনাক্ত করেছে যা আজকের বৃহৎ এবং ব্যয়বহুল সিস্টেমের ক্ষমতাকে ছাড়িয়ে গেছে। অধিকন্তু, এটি তাদের ডিভাইসে ব্যবহৃত কিছু কাঠামোর টেরাহার্টজ-আলোকিত ছবি তোলার মাধ্যমে সনাক্তকারীর ক্ষমতাও দেখায়।
বিজ্ঞানীরা উল্লেখ করেছেন, "তারা তাদের নতুন কাজের মাধ্যমে টেরাহার্টজ পালস সনাক্তকরণ সমস্যাটি ভেঙে ফেলেছে, ভাল উত্সের অভাব রয়ে গেছে - এবং বিশ্বজুড়ে অনেক গবেষণা গোষ্ঠী এটি নিয়ে কাজ করছে।"
"নতুন গবেষণায় ব্যবহৃত টেরাহার্টজ উত্সটি লেজার এবং অপটিক্যাল ডিভাইসগুলির একটি বড় এবং কষ্টকর অ্যারে যা ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সহজে মাপানো যায় না, তবে নতুন উত্স ভিত্তিক মাইক্রোইলেক্ট্রনিক কৌশলগুলি ভালভাবে বিকাশের অধীনে রয়েছে।"
“আমি মনে করি যে এটি হার-সীমিত পদক্ষেপ: আপনি কি ব্যয়বহুল নয় এমন সহজ উপায়ে [টেরাহার্টজ] সংকেতগুলি তৈরি করতে পারেন? কিন্তু কোনো প্রশ্ন আসছে না।”
সাং-হিউন ওহ, কাগজটির একজন সহ-লেখক এবং মিনেসোটা বিশ্ববিদ্যালয়ের বৈদ্যুতিক ও কম্পিউটার প্রকৌশল বিভাগের ম্যাকনাইট অধ্যাপক, যোগ করে টেরাহার্টজ ক্যামেরার বর্তমান সংস্করণগুলির দাম হাজার হাজার ডলার, এই সিস্টেমের জন্য ব্যবহৃত CMOS ক্যামেরাগুলির সস্তা প্রকৃতি এটিকে "একটি ব্যবহারিক টেরাহার্টজ ক্যামেরা তৈরির দিকে একটি বড় পদক্ষেপ" করে তোলে৷
যদিও ক্যামেরা সিস্টেমটি এখনও বাণিজ্যিকীকরণ থেকে অনেক দূরে, বিজ্ঞানীরা নতুন ল্যাব ডিভাইসটি ব্যবহার করছেন যখন তাদের টেরাহার্টজ বিকিরণ সনাক্ত করার দ্রুত উপায় প্রয়োজন।
গবেষণা দলে মিনেসোটা ইউনিভার্সিটির ডেহান ইউ অন্তর্ভুক্ত ছিল; MIT-তে ফেরান ভিদাল-কোডিনা, এনগোক-কুওং নুগুয়েন, হেনড্রিক উটজাট, জিনচি হান, ভ্লাদিমির বুলোভিচ, মউঙ্গি বাভেন্দি, এবং জেইমে পেরাইরে; স্যামসাং অ্যাডভান্সড ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজিতে চ্যান-উক বাইক এবং কিউং-সাং চো; এবং স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ে অ্যারন লিন্ডেনবার্গ। এমআইটি ইন্সটিটিউট ফর সোলজার ন্যানোটেকনোলজিস, স্যামসাং গ্লোবাল রিসার্চ আউটরিচ প্রোগ্রাম এবং সেন্টার ফর এনার্জি এফিশিয়েন্ট রিসার্চ সায়েন্সের মাধ্যমে কাজটি ইউএস আর্মি রিসার্চ অফিস দ্বারা সমর্থিত ছিল।
জার্নাল রেফারেন্স:
- Shi, J., Yoo, D., Vidal-Codina, F. et al. কোয়ান্টাম-ডট-বর্ধিত টেরাহার্টজ-টু-দৃশ্যমান ফোটন আপ রূপান্তরের উপর ভিত্তি করে একটি কক্ষ-তাপমাত্রার মেরুকরণ-সংবেদনশীল CMOS টেরাহার্টজ ক্যামেরা। নাট ন্যানোটেকনল (2022)। ডিওআই: 10.1038/s41565-022-01243-9
