දෘශ්‍ය සන්නිවේදන කලාපය, අතිශය තුනී දෘශ්‍ය අනුනාදකය

දෘශ්‍ය සන්නිවේදන කලාපය, අතිශය තුනී දෘශ්‍ය අනුනාදකය
ඔප්ටිකල් අනුනාදකයන්ට සීමිත අවකාශයක් තුළ ආලෝක තරංගවල නිශ්චිත තරංග ආයාම ස්ථානගත කළ හැකි අතර ආලෝක පදාර්ථ අන්තර්ක්‍රියා වලදී වැදගත් යෙදුම් ඇත.දෘශ්ය සන්නිවේදනය, දෘශ්‍ය සංවේදනය සහ දෘශ්‍ය අනුකලනය. අනුනාදකයේ ප්‍රමාණය ප්‍රධාන වශයෙන් ද්‍රව්‍යමය ලක්ෂණ සහ ක්‍රියාකාරී තරංග ආයාමය මත රඳා පවතී, නිදසුනක් ලෙස, ආසන්න අධෝරක්ත කලාපයේ ක්‍රියාත්මක වන සිලිකන් අනුනාදක සඳහා සාමාන්‍යයෙන් නැනෝමීටර සිය ගණනක් සහ ඊට වැඩි ප්‍රකාශ ව්‍යුහයන් අවශ්‍ය වේ. මෑත වසරවලදී, අතිශය තුනී ප්ලැනර් දෘශ්‍ය අනුනාදක ව්‍යුහාත්මක වර්ණ, හොලෝග්‍රැෆික් රූප, ආලෝක ක්ෂේත්‍ර නියාමනය සහ ඔප්ටිකල් උපාංගවල විභව යෙදුම් හේතුවෙන් වැඩි අවධානයක් දිනා ඇත. ප්ලැනර් අනුනාදකවල ඝනකම අඩු කරන්නේ කෙසේද යන්න පර්යේෂකයන් මුහුණ දෙන දුෂ්කර ගැටලුවකි.
සාම්ප්‍රදායික අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍යවලට වඩා වෙනස්, ත්‍රිමාණ ස්ථලක පරිවාරක (බිස්මට් ටෙලුරයිඩ්, ඇන්ටිමනි ටෙලුරයිඩ්, බිස්මත් සෙලනයිඩ්, ආදිය) ස්ථාන විද්‍යාත්මකව ආරක්‍ෂිත ලෝහ මතුපිට අවස්ථා සහ පරිවාරක අවස්ථා සහිත නව තොරතුරු ද්‍රව්‍ය වේ. පෘෂ්ඨීය තත්ත්වය කාල ප්‍රතිලෝමයේ සමමිතිය මගින් ආරක්‍ෂා කර ඇති අතර, එහි ඉලෙක්ට්‍රෝන චුම්භක නොවන අපද්‍රව්‍ය මගින් විසිරී නැත, අඩු බල ක්වොන්ටම් පරිගණනය සහ ස්පින්ට්‍රොනික් උපාංගවල වැදගත් යෙදුම් අපේක්ෂාවන් ඇත. ඒ අතරම, ස්ථාන විද්‍යාත්මක පරිවාරක ද්‍රව්‍ය ඉහළ වර්තන දර්ශකය, විශාල රේඛීය නොවන වැනි විශිෂ්ට දෘශ්‍ය ගුණ ද පෙන්වයි.දෘශ්යසංගුණකය, පුළුල් වැඩ වර්ණාවලිය පරාසය, සුසර කිරීමේ හැකියාව, පහසු ඒකාබද්ධ කිරීම යනාදිය, ආලෝකය නියාමනය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා නව වේදිකාවක් සපයන සහදෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්රොනික උපාංග.
චීනයේ පර්යේෂණ කණ්ඩායමක් විශාල ප්‍රදේශයක වැඩෙන බිස්මත් ටෙලුරයිඩ් ස්ථලක පරිවාරක නැනෝ පටල භාවිතා කරමින් අතිශය තුනී දෘශ්‍ය අනුනාදක නිපදවීමේ ක්‍රමයක් යෝජනා කර ඇත. දෘශ්‍ය කුහරය ආසන්න අධෝරක්ත කලාපයේ පැහැදිලි අනුනාද අවශෝෂණ ලක්ෂණ පෙන්වයි. දෘෂ්‍ය සන්නිවේදන කලාපයේ (සිලිකන් සහ ජර්මනියම් වැනි සාම්ප්‍රදායික අධි වර්තන දර්ශක ද්‍රව්‍යවල වර්තන දර්ශකයට වඩා ඉහළ) Bismuth teleuride සතුව ඉතා ඉහළ වර්තන දර්ශකයක් 6ට වඩා වැඩිය, එවිට දෘශ්‍ය කුහරයේ ඝනකම අනුනාදයෙන් විසිවෙන් එකකට ළඟා විය හැක. තරංග ආයාමය. ඒ අතරම, දෘෂ්‍ය අනුනාදකය ඒක මාන ෆෝටෝනික් ස්ඵටිකයක් මත තැන්පත් කර ඇති අතර, දෘෂ්‍ය සන්නිවේදන කලාපයේ නව විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරිත පාරදෘශ්‍යතා ආචරණයක් දක්නට ලැබේ, එය ටැම් ප්ලාස්මන් සමඟ අනුනාදකය සම්බන්ධ කිරීම සහ එහි විනාශකාරී මැදිහත්වීම හේතු වේ. . මෙම ආචරණයේ වර්ණාවලි ප්‍රතිචාරය දෘශ්‍ය අනුනාදකයේ ඝනකම මත රඳා පවතින අතර පරිසර වර්තන දර්ශකය වෙනස් කිරීමට ශක්තිමත් වේ. මෙම කාර්යය ultrathin දෘශ්‍ය කුහරය, ස්ථලක පරිවාරක ද්‍රව්‍ය වර්ණාවලිය නියාමනය සහ දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා නව මාර්ගයක් විවෘත කරයි.
FIG හි පෙන්වා ඇති පරිදි. 1a සහ 1b, ප්‍රකාශ අනුනාදකය ප්‍රධාන වශයෙන් බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් ස්ථලක 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 අවශෝෂණය ප්‍රදර්ශනය කරයි (රූපය 1c). පර්යේෂකයන් විසින් මෙම දෘශ්‍ය කුහරය Ta2O5 (182 nm) සහ SiO2 (260 nm) ස්ථරවල (රූපය 1e) ප්‍රත්‍යාවර්ත අට්ටිවලින් සාදන ලද ෆෝටෝනික් ස්ඵටිකයකට ඒකාබද්ධ කළ විට (රූපය 1e), මුල් අනුනාද උච්චය ආසන්නයේ (රූපය 1f) පැහැදිලි අවශෝෂණ නිම්නයක් දිස් විය. 1550 nm), එය පරමාණුක පද්ධති මගින් නිපදවන විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරිත පාරදෘශ්‍යතා ආචරණයට සමාන වේ.

බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් ද්‍රව්‍ය සම්ප්‍රේෂණ ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය සහ ඉලිප්සෝමිතිය මගින් සංලක්ෂිත විය. රූපය. 2a-2c මඟින් සම්ප්‍රේෂණ ඉලෙක්ට්‍රෝන මයික්‍රොග්‍රැෆ් (අධි-විභේදන රූප) සහ bismuth Telluride නැනෝ පටලවල තෝරාගත් ඉලෙක්ට්‍රෝන විවර්තන රටා පෙන්වයි. සකස් කරන ලද බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් නැනෝ පටල බහු ස්ඵටික ද්‍රව්‍ය වන අතර ප්‍රධාන වර්ධන දිශානතිය (015) ස්ඵටික තලය බව රූපයෙන් දැක ගත හැකිය. රූප සටහන 2d-2f මගින් ellipsometer මගින් මනිනු ලබන bismuth Teluride හි සංකීර්ණ වර්තන දර්ශකය සහ සවි කර ඇති පෘෂ්ඨීය තත්ත්වය සහ තත්වය සංකීර්ණ වර්තන දර්ශකය පෙන්වයි. ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ පෘෂ්ඨීය තත්ත්වයෙහි වඳවීමේ සංගුණකය 230~1930 nm පරාසයේ ඇති වර්තන දර්ශකයට වඩා වැඩි වන අතර ලෝහ වැනි ලක්ෂණ පෙන්වයි. තරංග ආයාමය 1385 nm ට වඩා වැඩි වූ විට ශරීරයේ වර්තන දර්ශකය 6 ට වඩා වැඩි වන අතර එය මෙම කලාපයේ ඇති සිලිකන්, ජර්මනිය සහ අනෙකුත් සම්ප්‍රදායික අධි-වර්තන දර්ශක ද්‍රව්‍යවලට වඩා බෙහෙවින් වැඩි ය, එය අල්ට්‍රා සකස් කිරීම සඳහා පදනම සපයයි. - තුනී දෘශ්‍ය අනුනාදක. පර්යේෂකයන් පෙන්වා දෙන්නේ දෘෂ්‍ය සන්නිවේදන කලාපයේ නැනෝමීටර දස ගනනක් පමණක් ඝනකම ඇති ස්ථල විද්‍යාත්මක පරිවාරක තල දෘෂ්‍ය කුහරයක් පිළිබඳ වාර්තා වූ පළමු අවබෝධය මෙය බවයි. පසුව, අතිශය තුනී දෘශ්‍ය කුහරයේ අවශෝෂණ වර්ණාවලිය සහ අනුනාද තරංග ආයාමය බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් ඝනකමෙන් මනිනු ලැබීය. අවසාන වශයෙන්, බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් නැනෝ කැවිටි/ෆොටෝනික් ස්ඵටික ව්‍යුහවල විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරිත පාරදෘශ්‍යතා වර්ණාවලියට රිදී පටල ඝනකමේ බලපෑම විමර්ශනය කෙරේ.

බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් ස්ථලක පරිවාරකවල විශාල ප්‍රදේශයක පැතලි තුනී පටල සකස් කිරීමෙන් සහ ආසන්න අධෝරක්ත කලාපයේ ඇති බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් ද්‍රව්‍යවල අති-ඉහළ වර්තන දර්ශකයේ ප්‍රයෝජන ගැනීමෙන්, නැනෝමීටර දස දහස් ගණනක ඝනකමකින් යුත් තල දෘශ්‍ය කුහරයක් ලබා ගනී. ඉතා තුනී දෘශ්‍ය කුහරයට ආසන්න අධෝරක්ත කලාපයේ කාර්යක්ෂම අනුනාද ආලෝක අවශෝෂණය අවබෝධ කර ගත හැකි අතර දෘශ්‍ය සන්නිවේදන කලාපයේ දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග සංවර්ධනය කිරීමේදී වැදගත් යෙදුම් අගයක් ඇත. බිස්මට් ටෙලුරයිඩ් දෘශ්‍ය කුහරයේ ඝනකම අනුනාද තරංග ආයාමයට රේඛීය වන අතර සමාන සිලිකන් සහ ජර්මේනියම් දෘශ්‍ය කුහරයට වඩා කුඩා වේ. ඒ අතරම, පරමාණුක පද්ධතියේ විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරිත විනිවිදභාවයට සමාන විෂමතා දෘශ්‍ය ආචරණය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා බිස්මත් ටෙලුරයිඩ් දෘශ්‍ය කුහරය ෆෝටෝනික් ස්ඵටිකයක් සමඟ ඒකාබද්ධ කර ඇති අතර එමඟින් ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහයේ වර්ණාවලිය නියාමනය සඳහා නව ක්‍රමයක් සපයයි. ආලෝක නියාමනය සහ දෘශ්‍ය ක්‍රියාකාරී උපාංගවල ස්ථාන විද්‍යාත්මක පරිවාරක ද්‍රව්‍ය පිළිබඳ පර්යේෂණ ප්‍රවර්ධනය කිරීමේදී මෙම අධ්‍යයනය යම් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.