ऑन-चिप और इम्प्लांटेबल अनुप्रयोगों के लिए लघुकृत कम्प्यूटेशनल स्पेक्ट्रोमीटर आवश्यक हैं। एकल डिटेक्टर का उपयोग करके अत्यधिक संवेदनशील वर्णक्रमीय मापन ऐसे स्पेक्ट्रोमीटर के पैरों के निशान को कम करने की अनुमति देता है, जबकि स्पेक्ट्रल रिज़ॉल्यूशन को बेंचटॉप सिस्टम के करीब पहुंचता है।
सामग्री शोधकर्ता सहित वैज्ञानिक ओरेगन स्टेट यूनिवर्सिटी, प्रकाश को मापने के लिए एक बेहतर उपकरण बनाया है। ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोमेट्री में यह प्रगति स्मार्टफोन कैमरों से लेकर पर्यावरण निगरानी तक कुछ भी बढ़ा सकती है। वास्तव में, वैज्ञानिक एक शक्तिशाली, अति-छोटे स्पेक्ट्रोमीटर के साथ आए जो एक माइक्रोचिप पर फिट बैठता है और इसका उपयोग करके संचालित होता है कृत्रिम बुद्धिमत्ता.
इस उपकरण को विकसित करने के लिए, वैज्ञानिकों ने दो-आयामी अर्धचालक के रूप में ज्ञात सुपर-पतली सामग्री के तुलनात्मक रूप से नए वर्ग का उपयोग किया। अंतिम परिणाम एक स्पेक्ट्रोमीटर के लिए अवधारणा का प्रमाण है जो कई तकनीकों से लैस हो सकता है।
अपने द्वारा अवशोषित प्रकाश के रंगों पर इसके पूर्ण विद्युत नियंत्रण के कारण, उपकरण में मापनीयता और व्यापक अनुप्रयोग की अपार संभावनाएं हैं।
ओएसयू कॉलेज ऑफ साइंस में भौतिकी के प्रोफेसर एथन मिनोट ने कहा, "हमने ऐसे स्पेक्ट्रोमीटर बनाने का एक तरीका प्रदर्शित किया है जो आमतौर पर आज के उपयोग की तुलना में कहीं अधिक लघु हैं। स्पेक्ट्रोमीटर विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश की ताकत को मापें और बहुत सारे उद्योगों और विज्ञान के सभी क्षेत्रों में नमूनों की पहचान करने और सामग्री को चिह्नित करने के लिए सुपर उपयोगी हैं। ”
"पारंपरिक स्पेक्ट्रोमीटर को भारी ऑप्टिकल और यांत्रिक घटकों की आवश्यकता होती है, जबकि नया उपकरण एक के अंत में फिट हो सकता है मानव बाल. नए शोध से पता चलता है कि उन घटकों को उपन्यास अर्धचालक सामग्री और एआई के साथ प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जिससे स्पेक्ट्रोमीटर को वर्तमान छोटे से आकार में नाटकीय रूप से छोटा किया जा सकता है, जो अंगूर के आकार के बारे में हैं।
आल्टो विश्वविद्यालय के सहयोगी झीपेई सन यून के साथ अध्ययन का नेतृत्व करने वाले हुन हैन यून ने कहा, "हमारे स्पेक्ट्रोमीटर को प्रकाश फैलाने और फ़िल्टर करने के लिए अलग-अलग ऑप्टिकल और मैकेनिकल घटकों या सरणी डिज़ाइनों को इकट्ठा करने की आवश्यकता नहीं होती है। इसके अलावा, यह बेंचटॉप सिस्टम की तुलना में उच्च रिज़ॉल्यूशन प्राप्त कर सकता है लेकिन बहुत छोटे पैकेज में। ”
मिनोट ने कहा, "यह रोमांचक है कि हमारा स्पेक्ट्रोमीटर हर तरह के नए गैजेट और उपकरणों के लिए नए विज्ञान को भी करने की संभावनाएं खोलता है।"
"चिकित्सा में, उदाहरण के लिए, मानव ऊतक में सूक्ष्म परिवर्तनों की पहचान करने की उनकी क्षमता के लिए पहले से ही स्पेक्ट्रोमीटर का परीक्षण किया जा रहा है, जैसे कि ट्यूमर और स्वस्थ ऊतक के बीच का अंतर। पर्यावरण निगरानी के लिए, स्पेक्ट्रोमीटर यह पता लगा सकते हैं कि किस तरह का हवा में है प्रदूषण, पानी, या जमीन, और कितना है।”
"यह अच्छा होगा कि कम लागत वाले, पोर्टेबल स्पेक्ट्रोमीटर हमारे लिए यह काम कर रहे हों। और शैक्षिक सेटिंग में, विज्ञान अवधारणाओं का व्यावहारिक शिक्षण सस्ते, कॉम्पैक्ट स्पेक्ट्रोमीटर के साथ अधिक प्रभावी होगा।"
"जैसा कि द्वि-आयामी अर्धचालकों के साथ काम आगे बढ़ता है, हम तेजी से उनके उपन्यास ऑप्टिकल और इलेक्ट्रॉनिक गुणों का उपयोग करने के नए तरीकों की खोज करेंगे। 2डी सेमीकंडक्टर्स में अनुसंधान केवल एक दर्जन वर्षों के लिए बयाना में रहा है, ग्राफीन के अध्ययन से शुरू होता है, कार्बन एक छत्ते की जाली में एक परमाणु की मोटाई के साथ व्यवस्थित होता है। ”
"यह वास्तव में रोमांचक है। हम द्वि-आयामी अर्धचालकों का अध्ययन करके दिलचस्प सफलताएँ प्राप्त करना जारी रखेंगे।
जर्नल संदर्भ:
- हून हैन यून एट अल। ट्यून करने योग्य वैन डेर वाल्स जंक्शन के साथ लघु स्पेक्ट्रोमीटर। विज्ञान। DOI: 10.1126/विज्ञान.add8544
