دو پرتوں والا مولیبڈینم ڈسلفائیڈ ہے a وین ڈیر والز کا مواد، جہاں مناسب تجرباتی سیٹ اپ کا استعمال کرتے ہوئے الیکٹران کو پرجوش کیا جاسکتا ہے۔ یہ الیکٹران بعد میں والینس بینڈ میں اپنی پوزیشن چھوڑ دیتے ہیں، مثبت چارج شدہ سوراخ کو پیچھے چھوڑتے ہیں، اور کنڈکشن بینڈ میں داخل ہوتے ہیں۔
چونکہ الیکٹران اور سوراخ کے چارجز مختلف ہوتے ہیں، اس لیے وہ ایک دوسرے کی طرف متوجہ ہوتے ہیں اور یکجا ہو کر a بناتے ہیں۔ quasiparticle. مؤخر الذکر مواد کے اندر آزادانہ طور پر حرکت کرسکتا ہے اور اسے الیکٹران ہول جوڑی یا ایکسائٹن بھی کہا جاتا ہے۔
روشنی کے ساتھ جوش کے نتیجے میں دو پرتوں والے مولیبڈینم ڈسلفائیڈ میں دو مختلف قسم کے الیکٹران ہول جوڑے ہوتے ہیں: انٹرا لیئر جوڑے، جہاں الیکٹران اور ہول مواد کی ایک ہی پرت میں مقامی ہوتے ہیں، اور انٹرلیئر جوڑے، جہاں الیکٹران اور سوراخ واقع ہوتے ہیں۔ مختلف پرتیں ہیں اور اس طرح مقامی طور پر الگ ہیں۔
الیکٹران ہول جوڑے کی یہ دو قسمیں مختلف خصوصیات کی نمائش کرتی ہیں۔ ہلکے اور انٹرالیئر جوڑے جارحانہ انداز میں بات چیت کرتے ہیں، جس کی وجہ سے وہ شدت سے چمکتے ہیں۔ دوسری طرف، interlayer excitons کافی کمزور ہیں لیکن مختلف توانائیوں میں منتقل ہو سکتے ہیں، سائنسدانوں کو جذب شدہ طول موج کو ایڈجسٹ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ انٹرلیئر ایکسائٹنز، جیسے انٹرلیئر ایکسائٹنز، ایک دوسرے کے ساتھ انتہائی قوی، غیر لکیری تعامل رکھتے ہیں۔ یہ تعاملات بہت ساری ایپلی کیشنز کے لیے بہت اہم ہیں جو انٹرلیئر ایکزٹونز پیش کر سکتے ہیں۔
اب، شعبہ فزکس کے پروفیسر رچرڈ واربرٹن اور سوئس نینو سائنس انسٹی ٹیوٹ (SNI) کی قیادت میں گروپ کے محققین باسل یونیورسٹی ان دو قسم کے الیکٹران ہول جوڑوں کو ایک جیسی توانائیوں میں لا کر جوڑا ہے۔
یہ interlayer excitons کو ایڈجسٹ کرنے کی وجہ سے ممکن ہوا۔ نتیجے میں جوڑے کی وجہ سے دو قسم کے الیکٹران ہول جوڑوں کی خصوصیات آپس میں ضم ہو جاتی ہیں، جس سے سائنس دانوں کو ضم شدہ ذرات تیار کرنے کی اجازت ملتی ہے جو نہ صرف بہت روشن ہیں بلکہ بہت مضبوطی سے تعامل بھی کرتے ہیں۔
Lukas Sponfeldner، SNI Ph.D میں ڈاکٹریٹ کے طالب علم۔ اسکول اور کاغذ کا پہلا مصنف Phys.org کو بتایا, "یہ ہمیں دونوں قسم کے الیکٹران ہول جوڑوں کی مفید خصوصیات کو یکجا کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ان ضم شدہ خصوصیات کو انفرادی فوٹونز کا ایک نیا ذریعہ تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جو کہ ایک اہم عنصر ہیں۔ کوانٹم مواصلات".
سائنسدانوں نے یہ بھی دکھایا ہے کہ الیکٹران ہول کے جوڑوں کے اس پیچیدہ نظام کو میکانکس یا الیکٹرانکس کے شعبوں کے کلاسیکی ماڈلز کا استعمال کرتے ہوئے نقل کیا جا سکتا ہے۔
پروفیسر رچرڈ واربرٹن نے کہا، "خاص طور پر، الیکٹران ہول کے جوڑوں کو بہت مؤثر طریقے سے دوہری ماس یا سرکٹس کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے۔ یہ سادہ اور عمومی تشبیہات ہمیں جوڑے ہوئے ذرات کی بنیادی خصوصیات کو بہتر طور پر سمجھنے میں مدد کرتی ہیں، نہ صرف مولبڈینم ڈسلفائیڈ میں بلکہ بہت سے دیگر مادی نظاموں اور سیاق و سباق میں بھی۔"
جرنل حوالہ:
- Lukas Sponfeldner et al.، Bilayer MoS2 میں Capacitively اور inductively Coupled Excitons، جسمانی جائزہ لینے کے خطوط (2022)۔ ڈی او آئی: 10.1103/PhysRevLett.129.107401
