نینو اسکیل  پر روشنی کو قابو  کرنے کے لیے ایک جدید ترین پلیٹ فارم، کوانٹم کمیونیکیشن، ڈیٹا انکرپشن، اور اگلی نسل کے فوٹونک آلات میں پیشرفت کی راہ ہموار کرتا ہے۔

کوانٹم فزکس کے بنیادی مطالعات اور کوانٹم میٹرولوجی اور کوانٹم کریپٹوگرافی میں جہاں انفرادی فوٹان کو پیدا کرنے اور ان میں ردوبدل کرنے کی صلاحیت کوانٹم فزکس کے بنیادی مطالعات میں انتہائی موثر اورا سپیکٹرل طور پر خالص واحد فوٹان ذرائع مطلوبہ ہیں۔

ڈی 2 سیمی کنڈکٹر کولائیڈل کوانٹم ویلز (سی کیو ڈبلیو ز) نینو اسکیل فوٹون ذرائع کے طور پر کافی مناسب ہیں کیونکہ ان کی دیوہیکل آسکیلیٹر طاقت اور بڑے جذب کراس سیکشنز ہیں۔ نیرو ریزونینس کی نمائش کرنے والے ڈائی الیکٹرک میٹاسرفیسس کے ساتھ ایسے ذرائع کا انضمام انتہائی موثر روشنی کے مادے کے تعامل اور اعلی اسپیکٹرل پیورٹی  کے ساتھ آن چپ روشنی کے ذرائع کی ترقی کے لئے ایک بہترین پلیٹ فارم فراہم کرتا ہے۔

انڈین انسٹی ٹیوٹ آف سائنس (آئی آئی ایس سی ز)، بنگلور کے محققین نے دو جہتی (ڈی 2) سیمی کنڈکٹر کولائیڈل کوانٹم ویلز (سی کیو ڈبلیو ز) کو ڈائی الیکٹرک میٹا سرفیس ریزونیٹرز (ایم ایس آر) کے ساتھ مربوط کیا ہے تاکہ آن چپ فوٹوونک کوانٹم انفارمیشن پروسیسنگ کے لیے روم ٹیمپریچر پر  بے مثال ایمیشن لائن نیروئنگ  اور طویل فاصلے تک فوٹون کی نقل و حمل کو حاصل کیا جا سکے۔

آئی آئی ایس سی ز کے شعبہ فزکس کے پروفیسر جے دیپ کے باسو کی قیادت میں، سینٹر فار نینو سائنس اینڈ انجینئرنگ (سی ای این ایس ای ) کے پروفیسر شنکر کمار سیلواراجہ کے تعاون سے، اور ٹیکساس اے اینڈ ایم  یونیورسٹی میں پروفیسر گریش ایس اگروال کی نظریاتی معاونت سے مطالعہ کیڈمیم سیلینائڈ (سی ڈی ایس ای ) -  پر مبنی گائیڈڈ موڈ ایم ایس آر کے ساتھ سی کیو ڈبلیو ایس  کے انضمام کو ظاہر کرتا ہے ۔ ایم ایس آر ، جو ایک سلیکون نائٹرائڈ (ایس آئی این ) سلیب ویو گائیڈ پلیٹ فارم پر بنایا گیا ہے۔ یہ ڈیزائن ہوائی جہاز سے باہر اور جہاز کے اندر دونوں سمتوں میں نیرو ریزونینس کو قابل بناتا ہے، جس سے سی کیو ڈبلیو ایس  کی روشنی کے اخراج کی خصوصیات کو مؤثر طریقے سے ہم آہنگ کرتے ہیں۔

انضمام نے نمایاں نتائج حاصل کیے، بشمول چمک میں 12 گنا اضافہ اور خارج ہونے والی روشنی کی اسپیکٹرل لائن کی چوڑائی میں 97% کی کمی، بے مثال اسپیکٹرل پیورٹی  کو یقینی بنایا۔ ایم ایس آر کے تنگ بینڈ ردعمل اور سی کیو ڈبلیو  سے وسیع تر اخراج کے درمیان اسپیکٹرل اوورلیپ کے ذریعے اضافہ کو فعال کیا گیا۔ پلیٹ فارم نے چپ میں 1 ملی میٹر تک لمبی رینج فوٹوون نقل و حمل  کا بھی مظاہرہ کیا، جو کمپیکٹ اور موثر کوانٹم ڈیوائسز بنانے کی اپنی صلاحیت کو ظاہر کرتا ہے۔

پروفیسر باسو نے کہا، ‘‘ہمارا کام یہ ظاہر کرتا ہے کہ کس طرح نینو اسکیل  مواد جیسے سی کیو ڈبلیو ز  کو بغیر کسی رکاوٹ کے فوٹونک ڈھانچے کے ساتھ مربوط کیا جا سکتا ہے تاکہ روشنی کے اخراج اور نقل و حمل پر غیر معمولی کنٹرول حاصل کیا جا سکے، جو کوانٹم آلات کی اگلی نسل کے لیے اہم ہے۔’’

محققین نے اعلیٰ درستگی کے ساتھ روشنی کی بہتر خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لیے، ڈی ایس ٹی –ایف آئی ایس ٹی  پروگرام کے ذریعے مالی اعانت فراہم کرنے والے فوٹو لومینیسینس (پی ایل ) پیمائش کے لیے ایک جدید ترین کنفوکل سیٹ اپ کا استعمال کیا۔ نتائج کو ممتاز جریدے ایڈوانسڈ آپٹیکل میٹریلز میں شائع کیا گیا ہے۔

آگے دیکھتے ہوئے، محققین کا مقصد اس پلیٹ فارم کو توسیع دینا ہے تاکہ سنگل کوانٹم ایمیٹرز (ایس پی ایس ز) کو ایم ایس آر ز کے ساتھ مربوط کیا جا سکے تاکہ انتہائی موثر سنگل فوٹون ذرائع تخلیق کیے جا سکیں جو کوانٹم کرپٹوگرافی اور کوانٹم انفارمیشن پروسیسنگ کے لیے ضروری ہیں۔

ایم ایس آر ز  کی اسپیکٹرل فلٹرنگ کی صلاحیتوں کو ایس پی ای ز کے عین مطابق روشنی کے اخراج کے ساتھ ملانا آن چپ کوانٹم فوٹونکس میں نئے امکانات پیدا کر سکتا ہےساتھ ہی  محفوظ مواصلات اور جدید سینسنگ ٹیکنالوجیز کو فعال کر سکتا ہے۔

Fig1: Emission spectrum collected from confocal PL microscope funded by DST FIST.

Figure caption: Left panel – schematic of twisted WSe2. Right panel – Raman spectra from natural and twisted bilayer of WSe2.

 

۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔

ش ح۔ ا م ۔ج

Urdu No. 5067

(Release ID: 2091877) Visitor Counter : 7