فوٹوونک ٹائم کرسٹل مائیکرو ویوز کو بڑھاتا ہے - فزکس ورلڈ

لیب میں فوٹوونک ٹائم کرسٹل بنانے میں ایک بڑی رکاوٹ فن لینڈ، جرمنی اور امریکہ میں محققین کی ایک ٹیم نے دور کر لی ہے۔ سرگئی ٹریتیاکوف Aalto یونیورسٹی میں اور ساتھیوں نے دکھایا ہے کہ کس طرح ان غیر ملکی مواد کی مختلف خصوصیات کو 2D کے مقابلے 3D میں کہیں زیادہ آسانی سے محسوس کیا جا سکتا ہے۔

سب سے پہلے نوبل انعام یافتہ نے تجویز کیا۔ فرینک ولکزیک۔ 2012 میں، ٹائم کرسٹل مصنوعی مواد کا ایک منفرد اور متنوع خاندان ہے۔ آپ ان کے بارے میں مزید پڑھ سکتے ہیں اور طبیعیات کے لیے ان کے وسیع مضمرات میں اس طبیعیات کی دنیا مضمون بذریعہ فلپ بال - لیکن مختصراً، ان کے پاس ایسی خصوصیات ہیں جو وقتاً فوقتاً مختلف ہوتی ہیں۔ یہ روایتی کرسٹل کے برعکس ہے، جس میں ایسی خصوصیات ہوتی ہیں جو خلا میں وقتاً فوقتاً مختلف ہوتی ہیں۔

فوٹوونک ٹائم کرسٹل (پی ایچ ٹی سی) میں، مختلف خصوصیات کا تعلق اس بات سے ہوتا ہے کہ مواد کس طرح واقعہ برقی مقناطیسی لہروں کے ساتھ تعامل کرتا ہے۔ "ان مواد کی منفرد خصوصیت فوٹوونک ٹائم کرسٹل کے اندر لہر توانائی کے عدم تحفظ کی وجہ سے آنے والی لہروں کو بڑھانے کی صلاحیت ہے،" ٹریتیاکوف بتاتے ہیں۔

مومنٹم بینڈ گیپس

یہ خاصیت پی ایچ ٹی سی میں "مومینٹم بینڈ گیپس" کا نتیجہ ہے، جس میں مومنٹا کی مخصوص حدود میں موجود فوٹونز کو پھیلانے سے منع کیا گیا ہے۔ پی ایچ ٹی سی کی ان کی منفرد خصوصیات کی وجہ سے، ان بینڈ گیپس کے اندر برقی مقناطیسی لہروں کے طول و عرض وقت کے ساتھ ساتھ تیزی سے بڑھتے ہیں۔ اس کے برعکس، یکساں فریکوئنسی بینڈ گیپس جو باقاعدہ، مقامی فوٹوونک کرسٹل پی ایچ ٹی سی میں بنتے ہیں، وقت کے ساتھ ساتھ لہروں کو کم کرنے کا سبب بنتے ہیں۔

PhTCs اب نظریاتی مطالعہ کا ایک مقبول موضوع ہے۔ اب تک کے حساب سے پتہ چلتا ہے کہ اس وقت کے کرسٹل خصوصیات کا ایک منفرد مجموعہ رکھتے ہیں۔ ان میں غیر ملکی ٹاپولوجیکل ڈھانچے، اور مفت الیکٹرانوں اور ایٹموں سے تابکاری کو بڑھانے کی صلاحیت شامل ہے۔

تاہم، حقیقی تجربات میں، یہ بہت مشکل ثابت ہوا ہے کہ 3D پی ایچ ٹی سی کی فوٹوونک خصوصیات کو ان کے پورے حجم میں تبدیل کیا جائے۔ چیلنجوں میں ضرورت سے زیادہ پیچیدہ پمپنگ نیٹ ورکس کی تخلیق بھی شامل ہے - جو خود مواد کے ذریعے پھیلنے والی برقی مقناطیسی لہروں کے ساتھ پرجیوی مداخلت پیدا کرتے ہیں۔

کم جہتی

ان کے مطالعہ میں، Tretyakov کی ٹیم نے اس مسئلے کا ایک آسان حل دریافت کیا۔ "ہم نے فوٹوونک ٹائم کرسٹل کی جہت کو 3D سے 2D تک کم کر دیا ہے، کیونکہ 2D ڈھانچے کے مقابلے میں 3D ڈھانچے کی تعمیر بہت آسان ہے،" وہ بتاتے ہیں۔

ٹیم کے نقطہ نظر کی کامیابی کی کلید میٹا سرفیسز کی منفرد طبیعیات کے اندر مضمر ہے، جو کہ ذیلی طول موج کے سائز کے ڈھانچے کی 2D صفوں سے بنائے گئے مواد ہیں۔ آنے والی برقی مقناطیسی لہروں کی خصوصیات کو انتہائی مخصوص اور مفید طریقوں سے استعمال کرنے کے لیے ان ڈھانچے کو سائز، شکل اور ترتیب کے مطابق بنایا جا سکتا ہے۔

اپنے نئے مائیکرو ویو میٹا سرفیس ڈیزائن کو گھڑنے کے بعد، ٹیم نے دکھایا کہ اس کے مومینٹم بینڈ گیپ نے مائیکرو ویوز کو تیزی سے بڑھا دیا ہے۔

ان تجربات نے واضح طور پر یہ ظاہر کیا کہ وقت کے لحاظ سے مختلف میٹا سرفیسز 3D PhTCs کی کلیدی جسمانی خصوصیات کو ایک اہم اضافی فائدے کے ساتھ محفوظ رکھ سکتے ہیں۔ "فوٹونک ٹائم کرسٹل کا ہمارا 2D ورژن خالی جگہ کی لہروں اور سطحی لہروں دونوں کو بڑھاوا فراہم کر سکتا ہے، جبکہ ان کے 3D ہم منصب سطحی لہروں کو بڑھا نہیں سکتے،" ٹریتیاکوف بتاتے ہیں۔

تکنیکی ایپلی کیشنز

3D ٹائم کرسٹل پر ان کے بہت سے فوائد کے ساتھ، محققین اپنے ڈیزائن کے لیے ممکنہ تکنیکی ایپلی کیشنز کی ایک وسیع کرن کا تصور کرتے ہیں۔

ٹریتیاکوف کہتے ہیں، "مستقبل میں، ہمارے 2D فوٹوونک ٹائم کرسٹل کو مائیکرو ویو اور ملی میٹر لہر کی فریکوئنسیوں پر دوبارہ ترتیب دینے کے قابل ذہین سطحوں میں ضم کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ آنے والے 6G بینڈ میں۔" "یہ وائرلیس مواصلات کی کارکردگی کو بڑھا سکتا ہے۔"

اگرچہ ان کا میٹا میٹریل خاص طور پر مائیکرو ویوز کو جوڑنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، محققین کو امید ہے کہ ان کے میٹا سرفیس میں مزید ایڈجسٹمنٹ اس کے استعمال کو مرئی روشنی تک بڑھا سکتی ہے۔ یہ نئے اعلی درجے کی نظری مواد کی ترقی کے لئے راہ ہموار کرے گا.

مستقبل کو مزید دیکھتے ہوئے، Tretyakov اور ساتھیوں نے مشورہ دیا ہے کہ 2D PhTCs اس سے بھی زیادہ باطنی "اسپیس – ٹائم کرسٹل" بنانے کے لیے ایک آسان پلیٹ فارم فراہم کر سکتے ہیں۔ یہ فرضی مواد ہیں جو وقت اور جگہ میں بیک وقت دہرائے جانے والے نمونوں کی نمائش کریں گے۔

تحقیق میں بیان کیا گیا ہے۔ سائنس ایڈوانسز.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 ڈیٹا انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ایڈریین ایشلے کے ساتھ مستقبل کا نقشہ بنانا۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• PREIPO® کے ساتھ PRE-IPO کمپنیوں میں حصص خریدیں اور بیچیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/photonic-time-crystal-amplifies-microwaves/