অপটিক্যাল কমিউনিকেশন ব্যান্ড, অতি-পাতলা অপটিক্যাল রেজোনেটর

অপটিক্যাল কমিউনিকেশন ব্যান্ড, অতি-পাতলা অপটিক্যাল রেজোনেটর
অপটিক্যাল অনুরণনকারীরা সীমিত স্থানে আলোক তরঙ্গের নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য স্থানীয়করণ করতে পারে এবং আলোক-বস্তুর মিথস্ক্রিয়ায় গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগ করতে পারে,অপটিক্যাল যোগাযোগ, অপটিক্যাল সেন্সিং, এবং অপটিক্যাল ইন্টিগ্রেশন। অনুরণকের আকার প্রধানত উপাদান বৈশিষ্ট্য এবং অপারেটিং তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে, উদাহরণস্বরূপ, কাছাকাছি ইনফ্রারেড ব্যান্ডে কাজ করা সিলিকন অনুরণনকারীদের সাধারণত শত শত ন্যানোমিটার এবং তার উপরে অপটিক্যাল কাঠামোর প্রয়োজন হয়। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, অতি-পাতলা প্ল্যানার অপটিক্যাল রেজোনেটরগুলি স্ট্রাকচারাল কালার, হলোগ্রাফিক ইমেজিং, লাইট ফিল্ড রেগুলেশন এবং অপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইসে তাদের সম্ভাব্য প্রয়োগের কারণে অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। প্ল্যানার রেজোনেটরগুলির পুরুত্ব কীভাবে কমানো যায় তা গবেষকদের মুখোমুখি হওয়া কঠিন সমস্যাগুলির মধ্যে একটি।
প্রথাগত সেমিকন্ডাক্টর উপকরণ থেকে আলাদা, 3D টপোলজিক্যাল ইনসুলেটর (যেমন বিসমাথ টেলুরাইড, অ্যান্টিমনি টেলউরাইড, বিসমাথ সেলেনাইড, ইত্যাদি) হল টপোলজিক্যালভাবে সুরক্ষিত ধাতব পৃষ্ঠের অবস্থা এবং অন্তরক অবস্থার সাথে নতুন তথ্য উপাদান। ভূ-পৃষ্ঠের অবস্থা সময়ের বিপরীতে প্রতিসাম্য দ্বারা সুরক্ষিত, এবং এর ইলেক্ট্রনগুলি অ-চৌম্বকীয় অমেধ্য দ্বারা বিক্ষিপ্ত হয় না, যার কম-পাওয়ার কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এবং স্পিনট্রনিক ডিভাইসগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে। একই সময়ে, টপোলজিকাল ইনসুলেটর উপকরণগুলিও চমৎকার অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি দেখায়, যেমন উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক সূচক, বড় অরৈখিকঅপটিক্যালসহগ, প্রশস্ত কাজের স্পেকট্রাম পরিসর, টিউনেবিলিটি, সহজ ইন্টিগ্রেশন, ইত্যাদি, যা আলোক নিয়ন্ত্রণের উপলব্ধির জন্য একটি নতুন প্ল্যাটফর্ম প্রদান করে এবংঅপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইস.
চীনের একটি গবেষণা দল বিসমাথ টেলুরাইড টপোলজিকাল ইনসুলেটর ন্যানোফিল্ম ব্যবহার করে বৃহৎ এলাকা বর্ধনের মাধ্যমে অতি-পাতলা অপটিক্যাল রেজোনেটর তৈরির একটি পদ্ধতি প্রস্তাব করেছে। অপটিক্যাল গহ্বর কাছাকাছি ইনফ্রারেড ব্যান্ডে সুস্পষ্ট অনুরণন শোষণ বৈশিষ্ট্য দেখায়। অপটিক্যাল কমিউনিকেশন ব্যান্ডে বিসমাথ টেলউরাইডের একটি খুব উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক সূচক রয়েছে 6-এর বেশি (সিলিকন এবং জার্মেনিয়ামের মতো প্রথাগত উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক উপাদানগুলির প্রতিসরাঙ্ক সূচকের চেয়ে বেশি), যাতে অপটিক্যাল গহ্বরের পুরুত্ব অনুরণনের বিশ ভাগের এক ভাগে পৌঁছাতে পারে। তরঙ্গদৈর্ঘ্য একই সময়ে, অপটিক্যাল রেজোনেটর একটি এক-মাত্রিক ফোটোনিক স্ফটিকের উপর জমা হয়, এবং অপটিক্যাল কমিউনিকেশন ব্যান্ডে একটি অভিনব ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক্যালি প্ররোচিত স্বচ্ছতা প্রভাব পরিলক্ষিত হয়, যা ট্যাম প্লাজমনের সাথে অনুরণনকারীর সংযোগ এবং এর ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপের কারণে হয়। . এই প্রভাবের বর্ণালী প্রতিক্রিয়া অপটিক্যাল রেজোনেটরের বেধের উপর নির্ভর করে এবং পরিবেষ্টিত প্রতিসরণ সূচকের পরিবর্তনের জন্য শক্তিশালী। এই কাজটি আল্ট্রাথিন অপটিক্যাল ক্যাভিটি, টপোলজিকাল ইনসুলেটর ম্যাটেরিয়াল স্পেকট্রাম রেগুলেশন এবং অপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইসের উপলব্ধির জন্য একটি নতুন পথ খুলে দেয়।
FIG এ দেখানো হয়েছে। 1a এবং 1b, অপটিক্যাল রেজোনেটর প্রধানত একটি বিসমাথ টেলুরাইড টপোলজিক্যাল ইনসুলেটর এবং সিলভার ন্যানোফিল্ম দ্বারা গঠিত। ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং দ্বারা প্রস্তুত করা বিসমাথ টেলুরাইড ন্যানোফিল্মগুলির বিশাল এলাকা এবং ভাল সমতলতা রয়েছে। যখন বিসমাথ টেলুরাইড এবং সিলভার ফিল্মের পুরুত্ব যথাক্রমে 42 nm এবং 30 nm হয়, তখন অপটিক্যাল গহ্বর 1100~1800 nm ব্যান্ডে শক্তিশালী অনুরণন শোষণ প্রদর্শন করে (চিত্র 1c)। গবেষকরা যখন এই অপটিক্যাল গহ্বরটিকে Ta2O5 (182 nm) এবং SiO2 (260 nm) স্তরগুলির (চিত্র 1e) পর্যায়ক্রমে তৈরি একটি ফোটোনিক স্ফটিকের সাথে একত্রিত করেন, তখন একটি স্বতন্ত্র শোষণ উপত্যকা (চিত্র 1f) মূল অনুরণন শোষণ (~ শোষণ) এর কাছে উপস্থিত হয়েছিল। 1550 এনএম), যা পারমাণবিক সিস্টেম দ্বারা উত্পাদিত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিকভাবে প্ররোচিত স্বচ্ছতা প্রভাবের অনুরূপ।

বিসমাথ টেলুরাইড উপাদানটি ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি এবং উপবৃত্তাকার দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল। ডুমুর 2a-2c ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোগ্রাফ (উচ্চ-রেজোলিউশনের ছবি) এবং বিসমাথ টেলুরাইড ন্যানোফিল্মের নির্বাচিত ইলেক্ট্রন বিচ্ছুরণ নিদর্শন দেখায়। এটি চিত্র থেকে দেখা যায় যে প্রস্তুত বিসমাথ টেলুরাইড ন্যানোফিল্মগুলি পলিক্রিস্টালাইন পদার্থ এবং প্রধান বৃদ্ধির অভিযোজন হল (015) স্ফটিক সমতল। চিত্র 2d-2f এলিপসোমিটার দ্বারা পরিমাপিত বিসমাথ টেলুরাইডের জটিল প্রতিসরণ সূচক এবং লাগানো পৃষ্ঠের অবস্থা এবং রাষ্ট্রীয় জটিল প্রতিসরণ সূচক দেখায়। ফলাফলগুলি দেখায় যে পৃষ্ঠের অবস্থার বিলুপ্তি সহগ 230~1930 এনএম পরিসরে প্রতিসরাঙ্ক সূচকের চেয়ে বেশি, যা ধাতুর মতো বৈশিষ্ট্যগুলি দেখায়। তরঙ্গদৈর্ঘ্য 1385 এনএম-এর বেশি হলে শরীরের প্রতিসরাঙ্ক সূচক 6-এর বেশি হয়, যা এই ব্যান্ডের সিলিকন, জার্মেনিয়াম এবং অন্যান্য ঐতিহ্যবাহী উচ্চ-প্রতিসরাঙ্ক উপাদানগুলির তুলনায় অনেক বেশি, যা আল্ট্রা তৈরির জন্য একটি ভিত্তি স্থাপন করে। - পাতলা অপটিক্যাল রেজোনেটর। গবেষকরা উল্লেখ করেছেন যে অপটিক্যাল কমিউনিকেশন ব্যান্ডে মাত্র দশ ন্যানোমিটার পুরুত্ব সহ টপোলজিকাল ইনসুলেটর প্ল্যানার অপটিক্যাল গহ্বরের এটি প্রথম রিপোর্ট করা উপলব্ধি। পরবর্তীকালে, অতি-পাতলা অপটিক্যাল গহ্বরের শোষণ বর্ণালী এবং অনুরণন তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিসমাথ টেলুরাইডের পুরুত্ব দিয়ে পরিমাপ করা হয়েছিল। অবশেষে, বিসমাথ টেলুরাইড ন্যানোক্যাভিটি/ফটোনিক স্ফটিক কাঠামোতে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিকভাবে প্ররোচিত স্বচ্ছতা বর্ণালীতে সিলভার ফিল্মের বেধের প্রভাব তদন্ত করা হয়েছে

বিসমাথ টেলুরাইড টপোলজিকাল ইনসুলেটরগুলির বৃহৎ এলাকা সমতল পাতলা ফিল্ম প্রস্তুত করে, এবং কাছাকাছি ইনফ্রারেড ব্যান্ডে বিসমাথ টেলুরাইড পদার্থের অতি-উচ্চ প্রতিসরণ সূচকের সুবিধা গ্রহণ করে, মাত্র কয়েক দশ ন্যানোমিটার পুরুত্ব সহ একটি প্ল্যানার অপটিক্যাল গহ্বর পাওয়া যায়। অতি-পাতলা অপটিক্যাল গহ্বর কাছাকাছি ইনফ্রারেড ব্যান্ডে দক্ষ অনুরণিত আলো শোষণকে উপলব্ধি করতে পারে এবং অপটিক্যাল কমিউনিকেশন ব্যান্ডে অপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইসের বিকাশে গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগের মান রয়েছে। বিসমাথ টেলুরাইড অপটিক্যাল গহ্বরের পুরুত্ব অনুরণিত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের রৈখিক এবং অনুরূপ সিলিকন এবং জার্মেনিয়াম অপটিক্যাল গহ্বরের চেয়ে ছোট। একই সময়ে, বিসমাথ টেলুরাইড অপটিক্যাল গহ্বরকে ফোটোনিক ক্রিস্টালের সাথে একীভূত করা হয়েছে পারমাণবিক সিস্টেমের বৈদ্যুতিক চৌম্বকীয়ভাবে প্ররোচিত স্বচ্ছতার অনুরূপ অস্বাভাবিক অপটিক্যাল প্রভাব অর্জন করতে, যা মাইক্রোস্ট্রাকচারের বর্ণালী নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি নতুন পদ্ধতি প্রদান করে। এই অধ্যয়ন আলোক নিয়ন্ত্রণ এবং অপটিক্যাল কার্যকরী ডিভাইসে টপোলজিকাল ইনসুলেটর পদার্থের গবেষণার প্রচারে একটি নির্দিষ্ট ভূমিকা পালন করে।