ধাতুগুলি হল ইনফ্রারেড এবং অপটিক্যাল তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ক্যানোনিকাল প্লাজমোনিক মিডিয়া, যা একজনকে ন্যানোস্কেলে আলোকে নির্দেশিত এবং ম্যানিপুলেট করার অনুমতি দেয়। ধাতুগুলি তাপ এবং বিদ্যুত স্থানান্তর করতে দুর্দান্ত, তবে তারা প্রায়শই আলো সঞ্চালনের উপায় হিসাবে বিবেচিত হয় না।
দ্বারা একটি নতুন গবেষণা কলাম্বিয়া ইউনিভার্সিটি একটি ধাতু সম্পর্কে রিপোর্ট যা এর মাধ্যমে আলো পরিচালনা করতে পারে।
বিজ্ঞানীরা ZrSiSe নামে পরিচিত একটি সেমিমেটাল উপাদানের অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি তদন্ত করছে। 2020 সালে, তারা দেখতে পেয়েছে যে ZrSiSe এর সাথে ইলেকট্রনিক মিল শেয়ার করে গ্রাফিন. বর্ধিত বৈদ্যুতিন পারস্পরিক সম্পর্ক, ডিরাক সেমিমেটালের জন্য অস্বাভাবিক, ZrSiSe-এ উপস্থিত।
গ্রাফিনের বিপরীতে, একটি একক, পরমাণু-পাতলা কার্বন স্তর, ZrSiSe হল একটি ত্রি-মাত্রিক ধাতব স্ফটিক। এটি লেয়ার দিয়ে তৈরি যা প্লেনে এবং প্লেনের বাইরের দিকনির্দেশে ভিন্নভাবে আচরণ করে। এই বৈশিষ্ট্যটি অ্যানিসোট্রপি নামে পরিচিত।
ইইনমিং শাও, এখন কলম্বিয়ার একজন পোস্টডক, বলেছেন, “এটি অনেকটা স্যান্ডউইচের মতো: একটি স্তর একটি ধাতুর মতো কাজ করে যখন পরের স্তরটি একটি অন্তরকের মতো কাজ করে৷ যখন এটি ঘটে, আলো নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে ধাতুর সাথে অস্বাভাবিকভাবে যোগাযোগ করতে শুরু করে। বাউন্স করার পরিবর্তে, এটি একটি জিগজ্যাগ প্যাটার্নে উপাদানের অভ্যন্তরে ভ্রমণ করতে পারে, যাকে আমরা হাইপারবোলিক প্রচার বলি।"
এই গবেষণায়, বিজ্ঞানীরা আলো বা তথাকথিত হাইপারবোলিক ওয়েভগাইড মোডের এই ধরনের জিগজ্যাগ গতিবিধি প্রত্যক্ষ করতে বিভিন্ন পুরুত্বের ZrSiSe নমুনা ব্যবহার করেছেন। এই ওয়েভগাইডগুলি, যা প্লাজমন, উত্পাদিত হয় যখন হালকা ফোটন ইলেক্ট্রন দোলনের সাথে মিলিত হয় হাইব্রিড quasiparticles যে একটি উপাদান মাধ্যমে আলো নির্দেশ করতে পারে.
বিজ্ঞানীরা উল্লেখ করেছেন, "এটি ZrSiSe-এর বৈদ্যুতিন শক্তি স্তরের অনন্য পরিসর, যাকে বলা হয় ইলেকট্রনিক ব্যান্ড স্ট্রাকচার, যা দলটিকে এই উপাদানটিতে তাদের পর্যবেক্ষণ করতে দেয়।"
প্লাজমনগুলি একটি নমুনায় বৈশিষ্ট্যগুলিকে "বড়" করতে পারে, যা বিজ্ঞানীদের অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের বিচ্ছুরণ সীমার অতীত দেখতে সক্ষম করে, যা অন্যথায় তারা যে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য ব্যবহার করে তার চেয়ে ছোট বিবরণ আলাদা করতে অক্ষম।
শাও বলেছেন, "হাইপারবোলিক প্লাজমন ব্যবহার করে, আমরা শতগুণ দীর্ঘ ইনফ্রারেড আলো ব্যবহার করে 100 ন্যানোমিটারের কম বৈশিষ্ট্যগুলি সমাধান করতে পারি।"
"ZrSiSe কে বিভিন্ন বেধে খোসা ছাড়ানো যেতে পারে, এটি ন্যানো-অপটিক্স গবেষণার জন্য একটি আকর্ষণীয় বিকল্প তৈরি করে যা অতি-পাতলা উপকরণগুলির পক্ষে। কিন্তু, এটি সম্ভবত মূল্যবান হওয়ার একমাত্র উপাদান নয়—এখান থেকে, গোষ্ঠীটি ZrSiSe-এর সাথে মিল আছে এমন অন্যদের অন্বেষণ করতে চায় তবে আরও বেশি অনুকূল তরঙ্গ নির্দেশক বৈশিষ্ট্য থাকতে পারে। যে আমাদের সাহায্য করতে পারে সম্পর্কে মৌলিক প্রশ্নগুলি অন্বেষণ করতে আরও দক্ষ অপটিক্যাল চিপস এবং আরও ভাল ন্যানো-অপটিক্স পদ্ধতির বিকাশ করুন কোয়ান্টাম উপকরণ. "
জার্নাল রেফারেন্স:
- ইয়ানমিং শাও এট আল। ইনফ্রারেড প্লাজমন একটি হাইপারবোলিক নোডাল ধাতুর মাধ্যমে প্রচার করে। বিজ্ঞান অগ্রগতি (2022)। ডিওআই: 10.1126/sciadv.add6169
