නැනෝලේසර්වල සංකල්පය සහ වර්ගීකරණය

නැනෝලසර් යනු අනුනාදකයක් ලෙස නැනෝ වයර් වැනි නැනෝ ද්‍රව්‍ය වලින් සාදන ලද ක්ෂුද්‍ර සහ නැනෝ උපාංගයක් වන අතර ප්‍රකාශ උත්තේජක හෝ විද්‍යුත් උද්දීපනය යටතේ ලේසර් විමෝචනය කළ හැකිය. මෙම ලේසර් ප්‍රමාණය බොහෝ විට මයික්‍රෝන සියගණනක් හෝ මයික්‍රෝන දස දහස් ගණනක් වන අතර විශ්කම්භය නැනෝමීටර අනුපිළිවෙල දක්වා වන අතර එය අනාගත තුනී පටල ප්‍රදර්ශනය, ඒකාබද්ධ ප්‍රකාශ විද්‍යාව සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්‍රවල වැදගත් අංගයකි.

නැනෝලේසර් වර්ගීකරණය:

1. නැනෝ වයර් ලේසර්

2001 දී, එක්සත් ජනපදයේ කැලිෆෝනියා විශ්ව විද්‍යාලයේ පර්යේෂකයන්, බර්ක්ලි, ලෝකයේ කුඩාම ලේසර් - නැනෝලේසර් - නැනෝ ඔප්ටික් වයර් මත නිර්මාණය කළේ මිනිස් හිසකෙස් දිගෙන් දහසෙන් එකක් පමණි. මෙම ලේසර් පාරජම්බුල ලේසර් විමෝචනය කරනවා පමණක් නොව, නිල් සිට ගැඹුරු පාරජම්බුල දක්වා ලේසර් විමෝචනය කිරීමට සුසර කළ හැකිය. පර්යේෂකයන් විසින් පිරිසිදු සින්ක් ඔක්සයිඩ් ස්ඵටික වලින් ලේසර් නිර්මාණය කිරීම සඳහා දිශානුගත එපිෆයිටේෂන් නම් සම්මත තාක්ෂණය භාවිතා කරන ලදී. ඔවුන් මුලින්ම "සංස්කෘත" නැනෝ වයර්, එනම් 20nm සිට 150nm දක්වා විෂ්කම්භයක් සහ 10,000 nm පිරිසිදු සින්ක් ඔක්සයිඩ් වයර් දිගකින් යුත් රන් තට්ටුවක් මත සාදන ලදී. ඉන්පසුව, පර්යේෂකයන් විසින් හරිතාගාර යට තවත් ලේසර් සමඟ නැනෝ වයර්වල ඇති පිරිසිදු සින්ක් ඔක්සයිඩ් ස්ඵටික සක්රිය කළ විට, පිරිසිදු සින්ක් ඔක්සයිඩ් ස්ඵටික 17nm පමණක් තරංග ආයාමයක් සහිත ලේසර් නිකුත් කළේය. එවැනි නැනෝලේසර් අවසානයේ රසායනික ද්‍රව්‍ය හඳුනා ගැනීමට සහ පරිගණක තැටිවල සහ ෆෝටෝනික් පරිගණකවල තොරතුරු ගබඩා කිරීමේ ධාරිතාව වැඩි දියුණු කිරීමට භාවිතා කළ හැකිය.

2. පාරජම්බුල නැනෝලේසර්

ක්ෂුද්‍ර-ලේසර්, ක්ෂුද්‍ර තැටි ලේසර්, ක්ෂුද්‍ර-මුදු ලේසර් සහ ක්වොන්ටම් අවලාන්ච් ලේසර් පැමිණීමෙන් පසුව, රසායන විද්‍යාඥ යැං පීඩොං සහ බර්ක්ලි කැලිෆෝනියා විශ්ව විද්‍යාලයේ ඔහුගේ සගයන් විසින් කාමර උෂ්ණත්වයේ නැනෝලේසර් සාදන ලදී. මෙම සින්ක් ඔක්සයිඩ් නැනෝලේසරයට 0.3nm ට අඩු රේඛීය පළලක් සහ 385nm තරංග ආයාමයක් ආලෝක උත්ප්‍රේරණය යටතේ ලේසරයක් විමෝචනය කළ හැකි අතර එය ලොව කුඩාම ලේසර් ලෙසද නැනෝ තාක්‍ෂණය භාවිතයෙන් නිෂ්පාදනය කරන ලද පළමු ප්‍රායෝගික උපාංගවලින් එකක් ලෙසද සැලකේ. සංවර්ධනයේ ආරම්භක අදියරේදී, පර්යේෂකයන් අනාවැකි පළ කළේ මෙම ZnO නැනෝලේසරය නිෂ්පාදනය කිරීමට පහසු, ඉහළ දීප්තිය, කුඩා ප්‍රමාණය, සහ කාර්ය සාධනය GaN නිල් ලේසර් වලට සමාන හෝ ඊටත් වඩා හොඳ බවයි. අධි-ඝනත්ව නැනෝ වයර් අරා සෑදීමේ හැකියාව නිසා, ZnO නැනෝලේසර්වලට වර්තමාන GaAs උපාංග සමඟ කළ නොහැකි බොහෝ යෙදුම් ඇතුළත් කළ හැකිය. එවැනි ලේසර් වර්ධනය කිරීම සඳහා, ZnO නැනෝ වයර් වායු ප්‍රවාහන ක්‍රමය මගින් සංස්ලේෂණය කරනු ලබන අතර එය එපිටැක්සියල් ස්ඵටික වර්ධනය උත්ප්‍රේරණය කරයි. පළමුව, නිල් මැණික් උපස්ථරය 1 nm~ 3.5nm ඝන රන් පටලයකින් ආලේප කර, පසුව එය ඇලුමිනා බෝට්ටුවක් මත තබා, ද්රව්යය සහ උපස්ථරය ඇමෝනියා ප්රවාහයේ දී 880 ° C ~ 905 ° C දක්වා රත් කරනු ලැබේ. Zn වාෂ්ප, පසුව Zn වාෂ්ප උපස්ථරයට ප්රවාහනය කරනු ලැබේ. ෂඩාස්‍රාකාර හරස්කඩ ප්‍රදේශය සහිත 2μm~10μm නැනෝ වයර් 2min~10min වර්ධන ක්‍රියාවලියේදී ජනනය විය. ZnO නැනෝ වයර් 20nm සිට 150nm දක්වා විෂ්කම්භයක් සහිත ස්වභාවික ලේසර් කුහරයක් සාදන බව පර්යේෂකයන් සොයා ගත් අතර එහි විශ්කම්භයෙන් වැඩි ප්‍රමාණයක් (95%) 70nm සිට 100nm දක්වා වේ. නැනෝ වයර්වල උත්තේජිත විමෝචනය අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා, පර්යේෂකයන් විසින් Nd:YAG ලේසර් (266nm තරංග ආයාමය, 3ns ස්පන්දන පළල) හි සිව්වන හාර්මොනික් ප්‍රතිදානය සමඟ හරිතාගාර තුළ නියැදිය දෘශ්‍ය ලෙස පොම්ප කරන ලදී. විමෝචන වර්ණාවලියේ පරිණාමය අතරතුර, පොම්ප බලය වැඩි වීමත් සමඟ ආලෝකය ලාම් වේ. ලේසිං ZnO නැනෝවයර් (40kW/cm පමණ) සීමාව ඉක්මවන විට, ඉහළම ලක්ෂ්‍යය විමෝචන වර්ණාවලියේ දිස්වනු ඇත. මෙම ඉහළම ලක්ෂ්‍යවල රේඛා පළල 0.3nm ට අඩු වන අතර එය එළිපත්තට පහළින් ඇති විමෝචන ශීර්ෂයේ සිට රේඛා පළලට වඩා 1/50 ට වඩා අඩුය. මෙම පටු රේඛා පළල සහ විමෝචන තීව්‍රතාවයේ සීඝ්‍ර වැඩි වීම නිසා පර්යේෂකයන් නිගමනය කළේ මෙම නැනෝ වයර්වල උත්තේජක විමෝචනය ඇත්ත වශයෙන්ම සිදුවන බවයි. එමනිසා, මෙම නැනෝ වයර් අරාව ස්වභාවික අනුනාදකයක් ලෙස ක්‍රියා කළ හැකි අතර එමඟින් කදිම ක්ෂුද්‍ර ලේසර් ප්‍රභවයක් බවට පත්විය හැකිය. පර්යේෂකයන් විශ්වාස කරන්නේ මෙම කෙටි තරංග ආයාම නැනෝලේසරය දෘශ්‍ය පරිගණනය, තොරතුරු ගබඩා කිරීම සහ නැනෝ විශ්ලේෂකය යන ක්ෂේත්‍රවල භාවිතා කළ හැකි බවයි.

3. ක්වොන්ටම් ළිං ලේසර්

2010 ට පෙර සහ පසුව, අර්ධ සන්නායක චිපයේ කොටා ඇති රේඛා පළල 100nm හෝ ඊට අඩු අගයක් ගන්නා අතර, පරිපථයේ චලනය වන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝන කිහිපයක් පමණක් වන අතර ඉලෙක්ට්‍රෝනයක ක්‍රියාකාරිත්වයට විශාල බලපෑමක් ඇති කරයි. පරිපථය. මෙම ගැටළුව විසඳීම සඳහා ක්වොන්ටම් ළිං ලේසර් උපත ලැබීය. ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේදී ඉලෙක්ට්‍රෝන වල චලිතය සීමා කර ඒවා ක්‍වොන්ටම් කරන විභව ක්ෂේත්‍රයක් ක්වොන්ටම් ළිඳක් ලෙස හැඳින්වේ. මෙම ක්වොන්ටම් සීමාව අර්ධ සන්නායක ලේසර් වල ක්‍රියාකාරී ස්ථරයේ ක්වොන්ටම් ශක්ති මට්ටම් සෑදීමට භාවිතා කරයි, එවිට ශක්ති මට්ටම් අතර ඉලෙක්ට්‍රොනික සංක්‍රාන්තිය ක්වොන්ටම් ළිං ලේසර් එකක් වන ලේසරයේ උද්යෝගිමත් විකිරණ ආධිපත්‍යය දරයි. ක්වොන්ටම් ළිං ලේසර් වර්ග දෙකක් තිබේ: ක්වොන්ටම් රේඛා ලේසර් සහ ක්වොන්ටම් තිත් ලේසර්.

① ක්වොන්ටම් රේඛා ලේසර්

විද්‍යාඥයින් විසින් සාම්ප්‍රදායික ලේසර් වලට වඩා 1,000 ගුණයකින් බලවත් ක්වොන්ටම් වයර් ලේසර් නිපදවා ඇති අතර වේගවත් පරිගණක සහ සන්නිවේදන උපාංග නිර්මාණය කිරීම සඳහා විශාල පියවරක් තබයි. ෆයිබර් ඔප්ටික් ජාල හරහා ශ්‍රව්‍ය, දෘශ්‍ය, අන්තර්ජාලය සහ වෙනත් සන්නිවේදන ක්‍රමවල වේගය වැඩි කළ හැකි ලේසර්, යේල් විශ්ව විද්‍යාලයේ, නිව් ජර්සි හි Lucent Technologies Bell LABS සහ Dresden හි භෞතික විද්‍යාව සඳහා වූ Max Planck ආයතනය විසින් වැඩි දියුණු කරන ලදී. ජර්මනිය. මෙම අධි බලැති ලේසර් මගින් සන්නිවේදන මාර්ගය ඔස්සේ සෑම කිලෝමීටර 80කටම (සැතපුම් 50ක්) සවිකර ඇති මිල අධික රිපීටර් සඳහා අවශ්‍යතාවය අඩු කරනු ඇත, තන්තු (පුනරාවර්තක) හරහා ගමන් කරන විට අඩු තීව්‍රතාවයකින් යුත් ලේසර් ස්පන්දන නිපදවයි.