دھاتیں انفراریڈ اور آپٹیکل طول موج پر کیننیکل پلازمونک میڈیا ہیں، جو کسی کو نانوسکل پر روشنی کی رہنمائی اور ہیرا پھیری کرنے کی اجازت دیتی ہیں۔ دھاتیں گرمی اور بجلی کی منتقلی میں بہترین ہیں، لیکن انہیں اکثر روشنی چلانے کا ذریعہ نہیں سمجھا جاتا ہے۔
بذریعہ ایک نیا مطالعہ۔ کولمبیا یونیورسٹی ایک دھات کے بارے میں رپورٹ کرتا ہے جو اس کے ذریعے روشنی چلا سکتی ہے۔
سائنس دان ZrSiSe کے نام سے جانے والے نیم دھاتی مواد کی نظری خصوصیات کی تحقیقات کر رہے ہیں۔ 2020 میں، انہوں نے پایا کہ ZrSiSe کے ساتھ الیکٹرانک مماثلتیں مشترک ہیں۔ graphene کے. بہتر الیکٹرانک ارتباط، جو ڈیرک سیمیٹلز کے لیے غیر معمولی ہیں، ZrSiSe میں موجود ہیں۔
گرافین کے برعکس، ایک واحد، ایٹم سے پتلی کاربن کی تہہ، ZrSiSe ایک تین جہتی دھاتی کرسٹل ہے۔ یہ ان تہوں سے بنا ہے جو ہوائی جہاز کے اندر اور جہاز سے باہر کی سمتوں میں مختلف طریقے سے برتاؤ کرتی ہیں۔ یہ خاصیت anisotropy کہلاتی ہے۔
ین منگ شاؤ، جو اب کولمبیا میں پوسٹ ڈاک ہیں، نے کہا، "یہ سینڈوچ کی طرح ہے: ایک پرت دھات کی طرح کام کرتی ہے جب کہ اگلی پرت ایک انسولیٹر کی طرح کام کرتی ہے۔ جب ایسا ہوتا ہے تو، روشنی مخصوص تعدد پر دھات کے ساتھ غیر معمولی طور پر تعامل شروع کر دیتی ہے۔ اچھالنے کے بجائے، یہ زگ زیگ پیٹرن میں مواد کے اندر سفر کر سکتا ہے، جسے ہم ہائپربولک پروپیگیشن کہتے ہیں۔"
اس مطالعہ میں، سائنسدانوں نے روشنی یا نام نہاد ہائپربولک ویو گائیڈ طریقوں کی ایسی زگ زیگ حرکتوں کو دیکھنے کے لیے مختلف موٹائیوں کے ZrSiSe نمونوں کا استعمال کیا۔ یہ ویو گائیڈز، جو پلازمون ہیں، اس وقت پیدا ہوتے ہیں جب ہلکے فوٹون الیکٹران کے دوغلوں کے ساتھ مل کر بنتے ہیں۔ ہائبرڈ quasiparticles جو کسی مواد کے ذریعے روشنی کو براہ راست کر سکتا ہے۔
سائنسدانوں نے نوٹ کیا، "یہ ZrSiSe کی الیکٹران توانائی کی سطحوں کی منفرد رینج ہے، جسے الیکٹرانک بینڈ ڈھانچہ کہا جاتا ہے، جس نے ٹیم کو اس مواد میں ان کا مشاہدہ کرنے کی اجازت دی۔"
پلاسمون نمونے میں خصوصیات کو "بڑا" کر سکتے ہیں، سائنسدانوں کو آپٹیکل خوردبین کے پھیلاؤ کی حد کو دیکھنے کے قابل بناتے ہیں، جو بصورت دیگر ان کے استعمال کردہ روشنی کی طول موج سے چھوٹی تفصیلات کی تمیز کرنے سے قاصر ہیں۔
شاؤ نے کہا, "ہائپربولک پلازمون کا استعمال کرتے ہوئے، ہم سینکڑوں گنا لمبی انفراریڈ لائٹ کا استعمال کرتے ہوئے 100 نینو میٹر سے کم خصوصیات کو حل کر سکتے ہیں۔"
"ZrSiSe کو مختلف موٹائیوں میں چھلکا جا سکتا ہے، یہ نینو آپٹکس ریسرچ کے لیے ایک دلچسپ آپشن بناتا ہے جو انتہائی پتلی مواد کے حق میں ہے۔ لیکن، یہ ممکنہ طور پر قیمتی ہونے کے لیے واحد مواد نہیں ہے — یہاں سے، یہ گروپ دوسرے لوگوں کو تلاش کرنا چاہتا ہے جو ZrSiSe کے ساتھ مماثلت رکھتے ہیں لیکن اس سے بھی زیادہ سازگار ویو گائیڈ خصوصیات ہو سکتے ہیں۔ اس سے ہماری مدد ہو سکتی ہے۔ کے بارے میں بنیادی سوالات کو دریافت کرنے کے لیے زیادہ موثر آپٹیکل چپس اور بہتر نینو آپٹکس اپروچ تیار کریں۔ کوانٹم مواد".
جرنل حوالہ:
- Yinming Shao et al. انفراریڈ پلازمون ایک ہائپربولک نوڈل دھات کے ذریعے پھیلتے ہیں۔ سائنس ایڈوانسز (2022)۔ ڈی او آئی: 10.1126/sciadv.add6169
