टेक बातम्या | केसांपेक्षा 1,000x पातळ थरात शास्त्रज्ञांनी प्रकाश अडकवला: अभ्यास

वॉर्सा, [Poland]5 एप्रिल (ANI): संशोधकांनी एक नॅनोस्केल रचना तयार केली आहे जी केवळ 40 नॅनोमीटर जाडीच्या थरात इन्फ्रारेड प्रकाश अडकवते – मानवी केसांपेक्षा 1,000 पट पातळ. अपवादात्मक प्रकाश-वाकता गुणधर्म असलेल्या अद्वितीय सामग्रीचा वापर करून, ते पूर्वीच्या मर्यादेपेक्षा जास्त प्रकाश मर्यादित आणि तीव्र करू शकतात.

हे सेटअप प्रकाश रूपांतरण प्रभावांना नाटकीयरित्या वाढवते, अवरक्त दृश्यमान निळ्या प्रकाशात बदलते. आगाऊ लहान, वेगवान फोटोनिक तंत्रज्ञानाचा मार्ग मोकळा करू शकतो.

तसेच वाचा | हरियाणा: फरीदाबादमध्ये जोडीदारासोबत व्हिडिओ कॉल दरम्यान एका व्यक्तीने आत्महत्या केली.

लॉड्झ युनिव्हर्सिटी ऑफ टेक्नॉलॉजी, वॉर्सॉ युनिव्हर्सिटी ऑफ टेक्नॉलॉजी आणि पॉलिश ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेसच्या टीम्ससोबत काम करून वॉर्सा विद्यापीठातील भौतिकशास्त्र विद्याशाखेतील संशोधकांनी केवळ 40 नॅनोमीटर जाडीच्या थरात इन्फ्रारेड प्रकाश अडकवण्यास सक्षम अशी रचना तयार केली आहे.

त्यांचा दृष्टीकोन मॉलिब्डेनम डिसेलेनाइड (MoSe2) नावाच्या विशिष्ट सामग्रीपासून बनवलेल्या सबवेव्हलेंथ ग्रेटिंग म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या डिझाइनवर अवलंबून असतो. एसीएस नॅनो जर्नलमध्ये निष्कर्ष नोंदवले गेले.

तसेच वाचा | अफगाणिस्तान पूर: 2025 मध्ये फ्लॅश फ्लड्समुळे 31,000 हून अधिक प्रभावित झाले आणि 77 ठार आणि 3,400 घरे नष्ट झाली.

अत्यंत लहान स्केलवर प्रकाश हाताळणे हे आधुनिक तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीची गुरुकिल्ली आहे. पारंपारिक इलेक्ट्रॉनिक्स त्यांच्या मर्यादेपर्यंत पोहोचू लागल्यावर, फोटोनिक्स माहिती वाहून नेण्यासाठी इलेक्ट्रॉनऐवजी प्रकाशाचा वापर करून एक पर्याय देते कारण फोटॉन जलद हलतात आणि इलेक्ट्रॉन्ससारखे वस्तुमान नसते; प्रकाशावर आधारित उपकरणे जलद आणि लहान दोन्ही बनू शकतात, ज्यामुळे अधिक शक्तिशाली आणि कॉम्पॅक्ट तंत्रज्ञानाचा दरवाजा उघडला जाऊ शकतो.

प्रकाशाच्या तरंगलांबीचे आव्हान

प्रकाश कण आणि तरंग या दोन्हीप्रमाणे वागतो आणि या लहरी स्वभावामुळे मर्यादा येतात. प्रत्येक प्रकारच्या प्रकाशाची एक तरंगलांबी असते, जी प्रभावीपणे नियंत्रित करताना रचना किती लहान असू शकते हे निर्धारित करते. दृश्यमान प्रकाशाची तरंगलांबी शंभर नॅनोमीटर असते, तर इन्फ्रारेड प्रकाश एक मायक्रोमीटर किंवा त्याहून अधिक वाढतो. यामुळे एक महत्त्वाचा प्रश्न निर्माण होतो: प्रकाश त्याच्या स्वत:च्या तरंगलांबीपेक्षा लहान रचनांमध्ये बंदिस्त केला जाऊ शकतो का?

संशोधक संघाने हे दाखवून दिले की हे खरोखरच शक्य आहे. सबवेव्हलेंथ ग्रेटिंगचे अभियांत्रिकी करून, ते केवळ 40 नॅनोमीटर जाडीच्या थरात इन्फ्रारेड प्रकाश अडकवू शकले. या संरचनेत प्रिझमप्रमाणेच प्रकाशाशी संवाद साधणाऱ्या जवळच्या अंतरावर असलेल्या समांतर पट्ट्या असतात. जेव्हा या पट्ट्या प्रकाशाच्या तरंगलांबीपेक्षा जवळ ठेवल्या जातात, तेव्हा जाळी अगदी लहान आकाराच्या आत प्रकाश धरून अगदी जवळ-परफेक्ट आरशाप्रमाणे काम करू शकते.

मोलिब्डेनम डिसेलेनाइड इतके चांगले का कार्य करते

सिलिकॉन किंवा गॅलियम संयुगे सारख्या सामग्रीपासून बनवलेल्या अशा ग्रेटिंग्सच्या पूर्वीच्या आवृत्त्या, प्रभावीपणे कार्य करण्यासाठी अनेक शंभर नॅनोमीटर जाडीची आवश्यकता होती. त्यांचा आकार कमी केल्याने त्यांची प्रकाश मर्यादित ठेवण्याची क्षमता कमी झाली. या नवीन दृष्टिकोनातील महत्त्वाचा फरक म्हणजे मोलिब्डेनम डिसेलेनाइडचा वापर, ज्याचा अपवर्तक निर्देशांक जास्त आहे. सोप्या भाषेत, इतरांपेक्षा या सामग्रीमध्ये प्रकाश अधिक मंदावतो. काचेमध्ये प्रकाश सुमारे 1.5 पटीने कमी होतो आणि सिलिकॉन किंवा गॅलियम आर्सेनाइडमध्ये अंदाजे 3.5 पटीने कमी होतो, MoSe2 मध्ये तो सुमारे 4.5 पट कमी होतो. हा मजबूत स्लोइंग इफेक्ट प्रकाशाला कार्यक्षमतेने अडकवताना रचना नाटकीयपणे आकुंचन पावू देतो, परिणामी मानवी केसांपेक्षा हजारपट पातळ थर बनतो.

इन्फ्रारेड प्रकाशाला निळ्या प्रकाशात बदलणे

MoSe2 अतिरिक्त फायदे देखील आणते. ग्राफीनप्रमाणे, ते स्तरित संरचना बनवते, परंतु ग्राफीनच्या विपरीत, ते अर्धसंवाहक आहे. हे तृतीय हार्मोनिक जनरेशन म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या प्रक्रियेसह नॉनलाइनर ऑप्टिकल वर्तन देखील प्रदर्शित करते. या प्रक्रियेत, तीन इन्फ्रारेड फोटॉन उच्च वारंवारता असलेल्या एका फोटॉनमध्ये एकत्रित होतात, प्रभावीपणे अवरक्त प्रकाशाचे दृश्यमान निळ्या प्रकाशात रूपांतर करतात. कारण शेगडी अवरक्त प्रकाशावर लक्ष केंद्रित करते, हे रूपांतरण अधिक कार्यक्षम बनते. संशोधकांना आढळले की समान सामग्रीच्या सपाट थराच्या तुलनेत प्रभाव 1,500 पट जास्त आहे.

आणखी एक महत्त्वाची प्रगती सामग्री कशी तयार केली गेली. पूर्वी, MoSe2 चे पातळ थर एक्सफोलिएशन वापरून तयार केले गेले होते — चिकट टेपने क्रिस्टलचे थर सोलण्यासारखी पद्धत. साधे असले तरी, हे तंत्र विसंगत आहे आणि अगदी लहान भागांपुरते मर्यादित आहे, विशेषत: सुमारे दहा चौरस मायक्रोमीटर, जे वास्तविक-जगातील उपकरणांसाठी योग्य नाही.

यावर मात करण्यासाठी, संघाने आण्विक बीम एपिटॅक्सी (एमबीई) वापरला, जो सेमीकंडक्टर स्तर वाढवण्यासाठी एक सुस्थापित पद्धत आहे. या दृष्टिकोनामुळे त्यांना अनेक चौरस इंचांचे मोठे, एकसमान MoSe2 चित्रपट तयार करता आले. इतका मोठा आकार असूनही, लेयरने फक्त 40 नॅनोमीटरची जाडी राखली, ज्यामुळे त्याला एक अत्यंत गुणोत्तर मिळाले. तुलनेसाठी, या लेयरचे जाडी-ते-आकाराचे गुणोत्तर सुमारे एक ते दशलक्ष आहे, तर कागदाच्या सामान्य A4 शीटचे प्रमाण 1:2000 च्या जवळ असते.

प्रॅक्टिकल फोटोनिक ऍप्लिकेशन्सकडे

हे परिणाम सूचित करतात की अशा प्रकारे तयार केलेले मोलिब्डेनम डिसेलेनाइड भविष्यातील तंत्रज्ञानामध्ये प्रकाश कसे नियंत्रित केले जाते ते लक्षणीय बदलू शकते. प्रकाश प्रभावीपणे हाताळण्यासाठी संरचना यापुढे जाड असणे आवश्यक नाही. त्याऐवजी, अत्यंत पातळ थर समान कार्य करू शकतात आणि काही प्रकरणांमध्ये आणखी चांगले. उत्पादन पद्धत स्केलेबल असल्यामुळे, फोटोनिक इंटिग्रेटेड सर्किट्स सारख्या वास्तविक-जगातील अनुप्रयोगांकडे जाण्याचा मार्ग अधिकाधिक वास्तववादी होत आहे. (ANI)

(वरील कथा एएनआयच्या कर्मचाऱ्यांनी सत्यापित आणि लिहिली आहे, एएनआय ही भारत, दक्षिण आशिया आणि जगभरातील 100 हून अधिक ब्युरोसह दक्षिण आशियातील आघाडीची मल्टीमीडिया न्यूज एजन्सी आहे. ANI भारत आणि जगभरातील राजकारण आणि चालू घडामोडी, क्रीडा, आरोग्य, फिटनेस, मनोरंजन आणि बातम्यांवरील ताज्या बातम्या आणते. वरील मते नवीनतम पोस्टमध्ये दिसत नाहीत.