پانی پر مبنی سوئچ سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کو پیچھے چھوڑ دیتا ہے۔

ایک لیزر پر قابو پانے والا پانی پر مبنی سوئچ جو موجودہ سیمی کنڈکٹر سوئچز سے دوگنا تیز کام کرتا ہے جرمنی میں طبیعیات دانوں کی تینوں نے تیار کیا ہے۔ ایڈرین بکمن، کلاڈیئس ہوبرگ، فیبیو نویلی روہر یونیورسٹی میں بوچم نے ایک الٹرا شارٹ لیزر پلس کا استعمال کیا تاکہ مائع پانی کے ایک جیٹ میں دھات جیسی عارضی حالت پیدا کی جا سکے۔ اس نے terahertz دالوں کی ترسیل کو صرف دسیوں فیمٹو سیکنڈز کے اوقات میں تبدیل کردیا۔

جدید ترین سیمی کنڈکٹر پر مبنی سوئچز کے بنیادی اوپری حدود تک پہنچنے کے ساتھ کہ وہ کتنی تیزی سے کام کر سکتے ہیں، محققین سگنلز کو سوئچ کرنے کے تیز تر طریقوں کی تلاش میں ہیں۔ الہام تلاش کرنے کے لیے ایک غیر متوقع جگہ انتہائی حالات میں پانی کا متجسس رویہ ہے - جیسے کہ برف کے بڑے سیاروں کے اندر یا طاقتور لیزرز کے ذریعے تخلیق کیا گیا ہے۔

مالیکیولر ڈائنامکس سمیولیشن بتاتے ہیں کہ پانی 300 GPa کے دباؤ اور 7000 K کے درجہ حرارت پر دھاتی حالت میں داخل ہوتا ہے۔ جب کہ اس طرح کے حالات زمین پر نہیں ہوتے، یہ ممکن ہے کہ یہ حالت یورینس اور نیپچون کے مقناطیسی شعبوں میں حصہ ڈالے۔ گھر کے قریب اس اثر کا مطالعہ کرنے کے لیے، حالیہ تجربات نے پانی پر مبنی محلولوں میں فوٹو آئنائزیشن کو متحرک کرنے کے لیے طاقتور، الٹرا شارٹ لیزر دالیں استعمال کی ہیں - قلیل مدتی، دھات جیسی حالتیں تخلیق کیں۔

مائع جیٹ

مطالعہ میں، بوچم میں تینوں نے سوڈیم آئوڈائڈ کے پانی پر مبنی محلول پر لیزر دالیں چلائیں۔ محلول کو ایک مخصوص نوزل ​​سے اسپرے کیا گیا، جس نے مائع جیٹ کو ایک مائکرون موٹی شیٹ میں چپٹا کر دیا۔ جب 50 fs تک جاری رہنے والی شدید آپٹیکل لیزر نبض کا نشانہ بنایا جاتا ہے، تو iodide آئنوں سے الیکٹران مائع پانی کے کنڈکشن بینڈ میں پرجوش ہو جاتے ہیں۔ یہ "پمپ" نبض پانی کو دھات کی طرح برتاؤ کرتی ہے، کم از کم عارضی طور پر۔

پانی انٹرفیس پر برقی طور پر مردہ ثابت ہوتا ہے۔

اس دھات جیسی حالت میں، پانی کی نظری خصوصیات کو عارضی طور پر تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ اس تبدیلی کا پتہ لگانے کے لیے Buchmann، Hoberg اور Novelli نے پانی پر terahertz تابکاری کی ایک "تحقیقات" نبض چلائی اور پیمائش کی کہ کتنی تحقیقاتی نبض پانی کے ذریعے منتقل ہوتی ہے۔ جب پمپ اور تحقیقات کی دالیں صفر تاخیر کے ساتھ اوورلیپ ہوئیں، تو انہوں نے محسوس کیا کہ پمپ پلس کی عدم موجودگی میں ٹرانسمیشن کے مقابلے میں ٹرانسمیشن میں 20 فیصد کمی واقع ہوئی ہے۔ پمپ اور تحقیقات کے درمیان تاخیر کو بڑھا کر، ٹیم نے طے کیا کہ پانی کو دھات سے اپنی معمول کی حالت میں آرام کرنے میں صرف 70 fs کا وقت لگا۔

terahertz تحقیقاتی دالیں تقریباً 1 ps لمبی تھیں، جو پمپ کی نبض اور پانی کے آرام کے وقت سے نمایاں طور پر لمبا ہے۔ اس نے ٹیم کو منتقل شدہ تحقیقاتی دالوں کی شکلوں کو تبدیل کرنے کی اجازت دی، دالوں میں تعدد کو اعلی اقدار میں منتقل کیا۔ تینوں کا کہنا ہے کہ یہ تعدد بدلنے والا اثر تجربات میں مفید ایپلی کیشنز کا حامل ہوسکتا ہے۔

مستقبل میں مزید تلاش کرتے ہوئے، تینوں کو امید ہے کہ اس کی تحقیق "واٹر الیکٹرانکس" کے نئے شعبے کے لیے راہ ہموار کر سکتی ہے۔ صرف 70 fs کے سوئچنگ ٹائم کے ساتھ، پانی پہلے سے ہی بہترین سیمی کنڈکٹر سوئچز سے دوگنا تیز ہے، جس کی حالت بدلنے میں تقریباً 150 fs کا وقت لگتا ہے۔

تحقیق میں بیان کیا گیا ہے۔ اے پی ایل فوٹوونکس.

• 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/water-based-switch-outpaces-semiconductor-devices/