فلرین سے فوٹو ایکسائٹڈ الیکٹران تیز رفتار سوئچ بنانے میں مدد کرتے ہیں۔

ایک کاربن پر مبنی مالیکیول، فلرین سے روشنی کی حوصلہ افزائی الیکٹران کے اخراج کو الٹرا فاسٹ سوئچ بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ٹوکیو یونیورسٹی، جاپان کی سربراہی میں ایک ٹیم کی طرف سے تیار کردہ نئی ڈیوائس میں سوئچنگ اسپیڈ ہے جو کہ جدید دور کے کمپیوٹرز میں استعمال ہونے والے موجودہ سالڈ سٹیٹ ٹرانزسٹرز سے چار سے پانچ آرڈرز تیز ہے۔ مالیکیول میں اخراج کی جگہوں سے پیدا ہونے والے الیکٹرانوں کے راستے کو لیزر لائٹ کی نبضوں کا استعمال کرتے ہوئے ذیلی نینو میٹر پیمانے پر کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔

"اس کام سے پہلے، الیکٹران کے اخراج کی جگہوں کا اس طرح کا آپٹیکل کنٹرول 10 nm کے پیمانے پر ممکن تھا، لیکن ان الیکٹران ذرائع کو اخراج کی جگہ کے انتخاب کے ساتھ چھوٹا کرنا مشکل تھا،" بتاتے ہیں۔ ہیروفومی یاناگیساوا ٹوکیو یونیورسٹی کے انسٹی ٹیوٹ برائے سالڈ اسٹیٹ فزکس.

محققین نے ایک تیز دھاتی سوئی کی نوک پر فلرین مالیکیولز جمع کرکے اور ٹپ کی چوٹی پر ایک مضبوط مستقل برقی میدان لگا کر اپنا واحد مالیکیول سوئچ بنایا۔ انہوں نے چوٹی پر نمودار ہونے والے واحد مالیکیول پروٹریشن کا مشاہدہ کیا اور پایا کہ ان ٹکڑوں پر برقی میدان اور بھی مضبوط ہو جاتے ہیں، الیکٹرانوں کو ان واحد مالیکیولز سے منتخب طور پر اخراج کرنے کی اجازت دیتا ہے۔. خارج ہونے والے الیکٹران دھات کی نوک سے آتے ہیں اور صرف پروٹریشنز پر موجود مالیکیولز سے گزرتے ہیں۔

 سوئچنگ فنکشن ریلوے ٹریک کی طرح ہے۔

"ایک واحد مالیکیول الیکٹران ماخذ کے الیکٹران کے اخراج کی جگہوں کا تعین مالیکیول، یا مالیکیولر آربیٹلز (MOs) میں الیکٹرانوں کی تقسیم کے طریقے سے کیا جاتا ہے،" یاناگیساوا بتاتے ہیں۔ "MOs کی تقسیم بڑی حد تک مالیکیولر لیول کے ساتھ بدل جاتی ہے اور اگر دھات کے سرے سے فراہم کیے جانے والے الیکٹران روشنی سے پرجوش ہوتے ہیں، تو وہ الیکٹران مختلف MOs سے گزرتے ہیں ان کے مقابلے میں جو پرجوش نہیں ہوتے۔ نتیجہ یہ ہے کہ اخراج کی جگہوں کو روشنی کا استعمال کرتے ہوئے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔

ان کا کہنا ہے کہ یہ سوئچنگ فنکشن تصوراتی طور پر وہی ہے جیسا کہ کسی ٹرین کو ریل روڈ ٹریک پر ری ڈائریکٹ کیا جاتا ہے – خارج ہونے والے الیکٹران یا تو اپنے طے شدہ راستے پر رہ سکتے ہیں یا ری ڈائریکٹ ہو سکتے ہیں۔

یاناگیساوا نے مزید کہا کہ حقیقت یہ ہے کہ فوٹو ایکسائٹڈ الیکٹران غیر پرجوش الیکٹرانز کے مقابلے مختلف ایم اوز سے گزر سکتے ہیں اس کا مطلب یہ ہے کہ ہمیں ان مداروں کو مزید تبدیل کرنے کے قابل ہونا چاہیے اور اس طرح متعدد الٹرا فاسٹ سوئچز کو ایک مالیکیول میں ضم کرنا چاہیے۔ اس طرح کے ڈھانچے کو ایک انتہائی تیز کمپیوٹر بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

کوانٹم فزکس تیز ترین ممکنہ آپٹو الیکٹرانک سوئچ کے لیے رفتار کی حد مقرر کرتی ہے۔

ایک اور ممکنہ ایپلی کیشن فوٹو الیکٹران کے اخراج مائکروسکوپی کے مقامی ریزولوشن کو بہتر بنانا ہے۔ یاناگیساوا بتاتے ہیں کہ اس مطالعے سے پہلے، یہ تکنیک ذیلی 10 nm تھی، لیکن اب یہ 0.3 nm حاصل کر سکتی ہے (جو کہ واحد مالیکیول MOs کو حل کرنے کے لیے کافی چھوٹا ہے)۔ "اس طرح ہم اپنا 'لیزر انڈسڈ فیلڈ ایمیشن مائیکروسکوپ' (LFEM) استعمال کر سکتے ہیں جیسا کہ ہم نے اسے واحد مالیکیولز میں الٹرا فاسٹ ڈائنامکس کی پیروی کرنے کے لیے کہا ہے،" وہ بتاتا ہے۔ طبیعیات کی دنیا. "اس طرح کے مالیکیولز میں بائیو مالیکیولز شامل ہو سکتے ہیں جیسے کہ فوٹو سنتھیسز سے وابستہ، جن کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ فیمٹوسیکنڈ ٹائم اسکیل الیکٹران کے عمل کو شامل کرتے ہیں۔"

اپنے مستقبل کے کام میں، ٹوکیو کے محققین کو امید ہے کہ وہ اپنی LFEM تکنیک کے مقامی ریزولوشن کو مزید بہتر بنائیں گے تاکہ وہ ایک مالیکیول کے جوہری ڈھانچے کو حل کر سکیں۔ وہ اس کام کو ایک حصہ کے طور پر انجام دے رہے ہیں۔ PRESTO پروجیکٹ.

محققین اپنے کام کی رپورٹ کرتے ہیں۔ جسمانی جائزہ لینے کے خطوط.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse Intelligence. علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/photoexcited-electrons-from-fullerene-help-create-high-speed-switch/