දෘශ්‍ය සන්නිවේදන කලාපය, අතිශය තුනී දෘශ්‍ය අනුනාදකය
දෘශ්‍ය අනුනාදකවලට සීමිත අවකාශයක් තුළ ආලෝක තරංගවල නිශ්චිත තරංග ආයාමයන් ස්ථානගත කළ හැකි අතර ආලෝක-පදාර්ථ අන්තර්ක්‍රියා වලදී වැදගත් යෙදුම් ඇත,දෘශ්‍ය සන්නිවේදනය, දෘශ්‍ය සංවේදනය සහ දෘශ්‍ය ඒකාබද්ධ කිරීම. අනුනාදකයේ ප්‍රමාණය ප්‍රධාන වශයෙන් ද්‍රව්‍යමය ලක්ෂණ සහ ක්‍රියාකාරී තරංග ආයාමය මත රඳා පවතී, උදාහරණයක් ලෙස, ආසන්න අධෝරක්ත කලාපයේ ක්‍රියාත්මක වන සිලිකන් අනුනාදක සඳහා සාමාන්‍යයෙන් නැනෝමීටර සිය ගණනක් සහ ඊට වැඩි දෘශ්‍ය ව්‍යුහයන් අවශ්‍ය වේ. මෑත වසරවලදී, අතිශය තුනී තලීය දෘශ්‍ය අනුනාදක ව්‍යුහාත්මක වර්ණය, හොලෝග්‍රැෆික් රූපකරණය, ආලෝක ක්ෂේත්‍ර නියාමනය සහ දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල ඒවායේ විභව යෙදුම් හේතුවෙන් බොහෝ අවධානය ආකර්ෂණය වී ඇත. තලීය අනුනාදකවල ඝණකම අඩු කරන්නේ කෙසේද යන්න පර්යේෂකයන් මුහුණ දෙන දුෂ්කර ගැටළු වලින් එකකි.
සාම්ප්‍රදායික අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍යවලට වඩා වෙනස්ව, ත්‍රිමාණ ස්ථාන විද්‍යාත්මක පරිවාරක (බිස්මට් ටෙලුරයිඩ්, ඇන්ටිමනි ටෙලුරයිඩ්, බිස්මට් සෙලනයිඩ්, ආදිය) යනු ස්ථාන විද්‍යාත්මකව ආරක්ෂිත ලෝහ මතුපිට තත්වයන් සහ පරිවාරක තත්වයන් සහිත නව තොරතුරු ද්‍රව්‍ය වේ. මතුපිට තත්වය කාල ප්‍රතිලෝමයේ සමමිතිය මගින් ආරක්ෂා කර ඇති අතර, එහි ඉලෙක්ට්‍රෝන චුම්භක නොවන අපද්‍රව්‍ය මගින් විසිරී නොයන අතර, එය අඩු බලැති ක්වොන්ටම් පරිගණනය සහ ස්පින්ට්‍රොනික් උපාංගවල වැදගත් යෙදුම් අපේක්ෂාවන් ඇත. ඒ සමඟම, ස්ථාන විද්‍යාත්මක පරිවාරක ද්‍රව්‍ය ඉහළ වර්තන දර්ශකය, විශාල රේඛීය නොවන වැනි විශිෂ්ට දෘශ්‍ය ගුණාංග ද පෙන්වයි.දෘශ්‍යසංගුණකය, පුළුල් ක්‍රියාකාරී වර්ණාවලි පරාසය, සුසර කිරීමේ හැකියාව, පහසු ඒකාබද්ධ කිරීම යනාදිය, ආලෝක නියාමනය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා නව වේදිකාවක් සපයයි සහදෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග.
චීනයේ පර්යේෂණ කණ්ඩායමක් විශාල ප්‍රදේශයක් වැඩෙන බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් ස්ථාන විද්‍යාත්මක පරිවාරක නැනෝ පටල භාවිතා කරමින් අතිශය තුනී දෘශ්‍ය අනුනාදක නිෂ්පාදනය සඳහා ක්‍රමයක් යෝජනා කර ඇත. දෘශ්‍ය කුහරය ආසන්න අධෝරක්ත කලාපයේ පැහැදිලි අනුනාද අවශෝෂණ ලක්ෂණ පෙන්වයි. බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් දෘශ්‍ය සන්නිවේදන කලාපයේ 6 ට වඩා ඉතා ඉහළ වර්තන දර්ශකයක් ඇත (සාම්ප්‍රදායික ඉහළ වර්තන දර්ශක ද්‍රව්‍ය වන සිලිකන් සහ ජර්මනියම් වැනි වර්තන දර්ශකයට වඩා ඉහළ), එවිට දෘශ්‍ය කුහරයේ ඝණකම අනුනාද තරංග ආයාමයෙන් විසියෙන් එකකට ළඟා විය හැකිය. ඒ සමඟම, දෘශ්‍ය අනුනාදකය ඒකමාන ෆෝටෝනික් ස්ඵටිකයක් මත තැන්පත් කර ඇති අතර, දෘශ්‍ය සන්නිවේදන කලාපයේ නව විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරිත විනිවිදභාවයේ බලපෑමක් නිරීක්ෂණය කරනු ලැබේ, එය ටැම් ප්ලාස්මන් සමඟ අනුනාදකය සම්බන්ධ කිරීම සහ එහි විනාශකාරී මැදිහත්වීම නිසාය. මෙම ආචරණයේ වර්ණාවලි ප්‍රතිචාරය දෘශ්‍ය අනුනාදකයේ ඝණකම මත රඳා පවතින අතර පරිසර වර්තන දර්ශකයේ වෙනසට ශක්තිමත් වේ. මෙම කාර්යය අති තුනී දෘශ්‍ය කුහරය, ස්ථාන විද්‍යාත්මක පරිවාරක ද්‍රව්‍ය වර්ණාවලි නියාමනය සහ දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා නව මාර්ගයක් විවෘත කරයි.
රූපය 1a සහ 1b හි පෙන්වා ඇති පරිදි, දෘශ්‍ය අනුනාදකය ප්‍රධාන වශයෙන් බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් ස්ථල විද්‍යාත්මක පරිවාරකයක් සහ රිදී නැනෝ පටල වලින් සමන්විත වේ. මැග්නට්‍රෝන ස්පුටරින් මගින් සකස් කරන ලද බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් නැනෝ පටල විශාල ප්‍රදේශයක් සහ හොඳ සමතලා බවක් ඇත. බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් සහ රිදී පටලවල ඝණකම පිළිවෙලින් 42 nm සහ 30 nm වන විට, දෘශ්‍ය කුහරය 1100~1800 nm කලාපයේ ප්‍රබල අනුනාද අවශෝෂණයක් පෙන්නුම් කරයි (රූපය 1c). පර්යේෂකයන් මෙම දෘශ්‍ය කුහරය Ta2O5 (182 nm) සහ SiO2 (260 nm) ස්ථරවල ප්‍රත්‍යාවර්ත තොගවලින් සාදන ලද ෆෝටෝනික් ස්ඵටිකයක් මත ඒකාබද්ධ කළ විට (රූපය 1e), මුල් අනුනාද අවශෝෂණ උච්චය (~1550 nm) අසල පැහැදිලි අවශෝෂණ නිම්නයක් (රූපය 1f) දිස් විය, එය පරමාණුක පද්ධති මගින් නිපදවන විද්‍යුත් චුම්භකව ප්‍රේරිත විනිවිදභාවයේ බලපෑමට සමාන වේ.
බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් ද්‍රව්‍යය සම්ප්‍රේෂණ ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය සහ ඉලිප්සොමිතිය මගින් සංලක්ෂිත විය. රූපය 2a-2c සම්ප්‍රේෂණ ඉලෙක්ට්‍රෝන ක්ෂුද්‍ර රූප (අධි-විභේදන රූප) සහ බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් නැනෝ පටලවල තෝරාගත් ඉලෙක්ට්‍රෝන විවර්තන රටා පෙන්වයි. සකස් කරන ලද බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් නැනෝ පටල බහු ස්ඵටික ද්‍රව්‍ය බව රූපයෙන් දැකිය හැකි අතර ප්‍රධාන වර්ධන දිශානතිය (015) ස්ඵටික තලය වේ. රූපය 2d-2f ඉලිප්සොමීටරයෙන් මනිනු ලබන බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් හි සංකීර්ණ වර්තන දර්ශකය සහ සවි කර ඇති මතුපිට තත්ත්වය සහ තත්වය සංකීර්ණ වර්තන දර්ශකය පෙන්වයි. ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ මතුපිට තත්වයේ වඳවීමේ සංගුණකය 230~1930 nm පරාසයේ වර්තන දර්ශකයට වඩා වැඩි බවත්, ලෝහ වැනි ලක්ෂණ පෙන්නුම් කරන බවත්ය. තරංග ආයාමය 1385 nm ට වඩා වැඩි වූ විට ශරීරයේ වර්තන දර්ශකය 6 ට වඩා වැඩි වන අතර එය මෙම කලාපයේ සිලිකන්, ජර්මේනියම් සහ අනෙකුත් සාම්ප්‍රදායික අධි-වර්තන දර්ශක ද්‍රව්‍යවලට වඩා බෙහෙවින් වැඩි වන අතර එය අතිශය තුනී දෘශ්‍ය අනුනාදක සකස් කිරීම සඳහා පදනමක් සපයයි. දෘශ්‍ය සන්නිවේදන කලාපයේ නැනෝමීටර දස ගණනක ඝණකමකින් යුත් ස්ථල විද්‍යාත්මක පරිවාරක තලීය දෘශ්‍ය කුහරයක පළමු වාර්තාගත සාක්ෂාත් කර ගැනීම මෙය බව පර්යේෂකයෝ පෙන්වා දෙති. පසුව, අතිශය තුනී දෘශ්‍ය කුහරයේ අවශෝෂණ වර්ණාවලිය සහ අනුනාද තරංග ආයාමය බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් ඝණකම සමඟ මනිනු ලැබීය. අවසාන වශයෙන්, බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් නැනෝකුහරය/ෆොටෝනික් ස්ඵටික ව්‍යුහයන්හි විද්‍යුත් චුම්භකව ප්‍රේරිත විනිවිදභාවය පිළිබඳ වර්ණාවලියට රිදී පටල ඝණකමෙහි බලපෑම විමර්ශනය කෙරේ.
බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් ස්ථල විද්‍යාත්මක පරිවාරකවල විශාල ප්‍රදේශයක පැතලි තුනී පටල සකස් කිරීමෙන් සහ ආසන්න අධෝරක්ත කලාපයේ බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් ද්‍රව්‍යවල අතිශය ඉහළ වර්තන දර්ශකයෙන් ප්‍රයෝජන ගැනීමෙන්, නැනෝමීටර දස ගණනක ඝණකමකින් යුත් තලීය දෘශ්‍ය කුහරයක් ලබා ගනී. අතිශය තුනී දෘශ්‍ය කුහරයට ආසන්න අධෝරක්ත කලාපයේ කාර්යක්ෂම අනුනාද ආලෝක අවශෝෂණය සාක්ෂාත් කර ගත හැකි අතර, දෘශ්‍ය සන්නිවේදන කලාපයේ දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග සංවර්ධනය කිරීමේදී වැදගත් යෙදුම් අගයක් ඇත. බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් දෘශ්‍ය කුහරයේ ඝණකම අනුනාද තරංග ආයාමයට රේඛීය වන අතර, සමාන සිලිකන් සහ ජර්මනියම් දෘශ්‍ය කුහරයට වඩා කුඩා වේ. ඒ සමඟම, ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහයේ වර්ණාවලි නියාමනය සඳහා නව ක්‍රමයක් සපයන පරමාණුක පද්ධතියේ විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරිත විනිවිදභාවයට සමාන විෂම දෘශ්‍ය ආචරණය ලබා ගැනීම සඳහා බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් දෘශ්‍ය කුහරය ෆෝටෝනික් ස්ඵටික සමඟ ඒකාබද්ධ කර ඇත. ආලෝක නියාමනය සහ දෘශ්‍ය ක්‍රියාකාරී උපාංගවල ස්ථල විද්‍යාත්මක පරිවාරක ද්‍රව්‍ය පිළිබඳ පර්යේෂණ ප්‍රවර්ධනය කිරීමේදී මෙම අධ්‍යයනය යම් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.
පළ කිරීමේ කාලය: සැප්තැම්බර්-30-2024