அணிக்கோவை கெர்கர் விளைவில் கட்டம்-மாற்றம்

ஒரு காந்தக் கோளத்தில் முற்றிலுமாக அகற்றப்பட்ட சிதறலின் நிகழ்வு கெர்கர் விளைவு(Kerker effect) என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது நானோபோடோனிக்ஸ் மற்றும் மெட்டா-ஒளியியல் ஆகியவற்றில் பொதுமைப்படுத்தப்பட்டது, மேலும் சிதறல் மேலாண்மை மற்றும் சரியான பரிமாற்றம், பிரதிபலிப்பு அல்லது உறிஞ்சுதல் போன்ற செயல்பாடுகளுக்கு சமீபத்தில் பயன்படுத்தப்பட்டது.

மிகவும் சுவாரசியமான பொதுமைப்படுத்தல்களில் ஒன்று காலகட்ட கட்டமைப்புகளில் உள்ள அணிக்கோவை கெர்கர் விளைவு ஆகும். வரிசை காலகட்டங்களில் ஒன்றை மாற்றுவதன் மூலம், வரிசையின் மின் இருமுனை மேற்பரப்பு அணிக்கோவை அதிர்வு (ED-SLR- Electric Dipole Surface Lattice Resonance) மற்றும் ஒற்றை நானோ துகள்களின் காந்த இருமுனை அதிர்வு (MDR- Magnetic Dipole Resonance) ஆகியவை நிறமாலையில் ஒட்டுமொத்தமாக ஒன்றுடன் ஒன்று சேர்க்கப்படலாம்.

சீன அறிவியல் அகாடமியின் ஷென்சென் இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் அட்வான்ஸ்டு டெக்னாலஜி (SIAT) டாக்டர். லி குவாங்யுவான் தலைமையிலான ஒரு ஆய்வுக் குழு, ஜெர்மானியம்-ஆன்டிமனி-டெல்லூரியம் (GeSbTe அல்லது GST) நானோராடுகளால் ஆன ஒரு மெட்டாசர்ஃபேஸை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் அணிக்கோவை கெர்கர் விளைவின் செயலில் டியூனிங்கை உணர்ந்தது.

இந்த ஆய்வு ஜர்னல் ஆஃப் பிசிக்ஸ் டி: அப்ளைடு பிசிக்ஸில் ஜன. 25ல் வெளியிடப்பட்டது.

GST என்பது ஒரு பொதுவான கட்ட-மாற்றப் பொருளாகும். இது பல தனித்துவமான பண்புகளுடன் உருவமற்ற மற்றும் படிக நிலைகளுக்கு இடையில் மாறக்கூடியது, குறிப்பாக நிலையற்ற, விரைவான மற்றும் மீளக்கூடிய மாறுதல் பண்புகள் உள்ளது.

இந்த ஆய்வில், GST படிகப் பகுதியை மாற்றுவதன் மூலம் ED-SLR-லிருந்து அணிக்கோவை கெர்கர் விளைவுக்கு மாறுவதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உணர்ந்தனர். ED-SLR மற்றும் லேட்டிஸ் கெர்கர் விளைவு முறையே கிட்டத்தட்ட ஒற்றுமை மற்றும் அடக்கப்பட்ட பிரதிபலிப்புக்கு ஒத்திருப்பதால், இந்த மாற்றம் 86 சதவீதத்திற்கும் மேலான பண்பேற்றம் ஆழத்துடன் பிரதிபலிப்பு, பரிமாற்றம் மற்றும் உறிஞ்சுதலின் பல நிலை டியூனிங்கிற்கு வழிவகுக்கிறது.

கூடுதலாக, குழு MDR சிவப்பு மாற்றங்களைப் பயன்படுத்தியது மற்றும் 588nm அளவிலான பிராட்பேண்ட் வரம்பில் 87 சதவிகித பண்பேற்ற ஆழத்துடன் பிராட்பேண்ட் மற்றும் மல்டிலெவல் டியூனிங் டிரான்ஸ்மிஷனை அடைந்தது.

“ED-SLR இலிருந்து அணிக்கோவை கெர்கர் விளைவுக்கு மாறாத, விரைவான மற்றும் மீளக்கூடிய மாற்றத்தைக் கொண்ட முன்மொழியப்பட்ட GST மெட்டாசர்ஃபேஸ், மறுகட்டமைக்கக்கூடிய திசை சிதறல், அனைத்து-ஒளியியல் பண்பேற்றம் மற்றும் மாறுதல் ஆகியவற்றில் புதிரான பயன்பாடுகளைக் கண்டறியும்” என்று டாக்டர் லி கூறினார்.

References:

• Xiong, L., Ding, H., Lu, Y., & Li, G. (2022). Active Tuning of Resonant Lattice Kerker Effect. Journal of Physics D: Applied Physics.
• de Galarreta, C. R., Sinev, I., Alexeev, A. M., Trofimov, P., Ladutenko, K., Carrillo, S. G. C., & Wright, C. D. (2019). All-dielectric silicon/phase-change optical metasurfaces with independent and reconfigurable control of resonant modes. arXiv preprint arXiv:1901.04955.
• Zou, C., Sautter, J., Setzpfandt, F., & Staude, I. (2019). Resonant dielectric metasurfaces: active tuning and nonlinear effects. Journal of Physics D: Applied Physics, 52(37), 373002.