மூலக்கூறு-மத்தியஸ்த மேற்பரப்பு புனரமைப்பு மூலம் ஒளிர்வு மேம்பாட்டை செயல்படுத்துதல் சாத்தியமா?
சிங்கப்பூர் தேசிய பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் மூலக்கூறு ஒருங்கிணைப்பு மூலம் மேற்பரப்பு புனரமைப்பில் புரத அளவிலான லந்தனைடு-ஊக்கமருந்து நானோ கிரிஸ்டல்களில் ஒளிரும் தன்மையை மேம்படுத்த ஒரு செயற்கை முறையை உருவாக்கியுள்ளனர். இந்த கண்டுபிடிப்பு மேற்பரப்புடன் தொடர்புடைய ஆற்றல் இழப்பைத் தடுக்கிறது மற்றும் லாந்தனைட் ஒளிரும் துறையில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தைக் குறிக்கிறது.
நேரியல் அல்லாத அதிர்வெண் மேம்பாடு என்பது பொருள் அறிவியல், வேதியியல் முதல் ஒளி இயற்பியல் மற்றும் உயிரியல் வரை பல ஆராய்ச்சித் துறைகளில் அடிப்படை மற்றும் தொழில்நுட்ப முக்கியத்துவம் வாய்ந்த ஒரு பாடமாகும். இது முப்பரிமாண காட்சிகள், திட-நிலை லேசர்கள், ஒளிமின்னணுவியல் மற்றும் சூப்பர்-ரெசொல்யூஷன் பயோஇமேஜிங் மற்றும் ஒளி மரபியல் உள்ளிட்ட பல்துறை பயன்பாடுகளால் இயக்கப்படுகிறது. அதிக ஒளிரும், புரத அளவிலான மேல்மாற்ற நானோ கிரிஸ்டல்களைத் தயாரிக்க அதிக தேவை உள்ளது, இது துணை-மாறுபாடு-வரம்பு தீர்மானத்துடன் இமேஜிங் நுட்பங்களை முன்னேற்றுவதற்கான சிறந்த வாய்ப்புகளை வழங்குகிறது. இருப்பினும், சிறிய அளவிலான நானோ கிரிஸ்டல்களுக்கு, லாந்தனைடு மாசுக்களின் பெரும்பகுதி மேற்பரப்பு அல்லது துணை மேற்பரப்பு அடுக்குகளில் உள்ளது, இது ஒளிராத இருண்ட அடுக்கை உருவாக்குகிறது. முந்தைய ஆய்வுகள் ஒருமித்த முடிவை எட்டியுள்ளன, கிளர்வு ஆற்றல் இழப்பு, மேற்பரப்பு தணிப்புக்கு முக்கிய காரணம். கணிசமான முயற்சிகள் இருந்தபோதிலும், மேற்பரப்பு தணிப்புக்கான அடிப்படை பொறிமுறையானது மழுப்பலாகவே உள்ளது. பெரும்பாலும் லாந்தனைடு-ஊக்கமருந்து மேம்பாட்டு அமைப்புகளில் சிக்கலான ஆற்றல் பரவல் மற்றும் மேற்பரப்பு குறைபாடுகளின் வரையறுக்கப்பட்ட நுட்பங்கள் காரணமாக அது இவ்வாறு இருந்தது
சிங்கப்பூர் தேசிய பல்கலைக்கழகத்தின் வேதியியல் துறையைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் லியு சியோகாங் மற்றும் ஹீலோங்ஜியாங் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த பேராசிரியர் சூ ஹுயி தலைமையிலான ஒரு ஆராய்ச்சி குழு, மேற்பரப்பு லாந்தனைடுகளில் சுற்றுப்பாதை கலப்பின மற்றும் படிகப் பிரிவுகளை புனரமைப்பதன் மூலம் துணை படிகங்களில் 10 nm மல்டிஃபோட்டான் மேம்பாட்டை மேம்படுத்த ஒரு எளிய அணுகுமுறையை உருவாக்கியுள்ளது. தசைநார் ஒருங்கிணைப்பு வழியாக. தசைநார் ஒருங்கிணைப்பு உணர்திறன் கொண்ட இருண்ட அடுக்கைச் செயல்படுத்தலாம் மற்றும் மேற்பரப்பு மற்றும் உள் லந்தனைடு உணர்திறன் இடையே ஆற்றல் இடம்பெயர்வை எளிதாக்குகிறது. கிளர்வு ஆற்றல் மற்றும் மேல்மாற்ற செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது. பிடென்டேட் பிகோலினிக் அமில மூலக்கூறுகளுடன் ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம், NaGdF4: 5 nm விட்டம் கொண்ட Yb/Tm நானோ துகள்கள் புற ஊதா நிறமாலை பகுதியில் 11,000 மடங்கு மேம்பாட்டைக் கொண்டுள்ளன. மேலும், தசைநார் ஒருங்கிணைப்பு 2 nm க்கு அப்பால் ஒரு தசை-உணர்திறன் பிரிப்பு தூரத்துடன் ஆற்றல்-நிலை புனரமைப்பைச் செய்ய முடியும். இந்த கண்டுபிடிப்புகள் மிகச்சிறிய அமைப்புகளில் இடைமுக ஆற்றல் பரிமாற்றத்திற்கான புதிய மற்றும் அடிப்படை நுண்ணறிவுகளை வழங்குகின்றன மற்றும் ஒற்றை-துகள் மட்டங்களில் ஒளியியல் அமைப்புகளை உருவாக்குவதற்கான ஒரு தளத்தை வழங்குகிறது.
பேராசிரியர் லியு கூறிவதாவது, “எங்கள் அணுகுமுறை மேம்பட்ட ஒளிர்வு மேம்பாட்டிற்கான ஒரு எளியது மற்றும் பயனுள்ளது என நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. மூலக்கூறு ஒருங்கிணைப்பு நானோ கிரிஸ்டல்களின் அளவு மற்றும் உருவத்தை மாற்றாது. இந்த பிரகாசமான, மிகச்சிறிய மேல்நிலை மாற்றம் நானோ துகள்கள் சூப்பர்-ரெசொல்யூஷன் இமேஜிங்கை அடைவதற்கான திறனைக் கொண்டுள்ளன. ஒற்றை துகள் மட்டத்தில் துல்லியமான நோயறிதலை கொடுக்கிறது.”
References: