செயல்பாட்டு பொருட்களுக்கான ரிமோட் கட்டுபாடு

சிக்கலான பொருட்களின் காந்த, ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் மற்றும் மீக்கடத்து பண்புகளை கட்டுப்படுத்துவதற்கான சக்திவாய்ந்த கருவியாக அகச்சிவப்பு தூண்டுதல் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. நுண்ணிய இடைவினைகளை கையாளுவதற்கு குறிப்பிட்ட அணுக்களை அவற்றின் சமநிலை நிலைகளிலிருந்து விலகி இடமாற்றம் செய்வதால், நேரியல் அல்லாத ஒலிக்கு இந்த முடிவு முக்கியமானது. இதுவரை, இந்த விளைவு ஒளியியல் உற்சாகமான தொகுதிக்குள் மட்டுமே ஏற்படும் என்று கருதப்படுகிறது. இப்போது ஹாம்பர்க்கில் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள், ஃபெரோஎலக்ட்ரிக் லித்தியம் நியோபேட்டில் (LiNbO₃) துருவமுனைப்பு தலைகீழானது வெகு தொலைவில் உள்ள பகுதிகளில் கூட நிகழ்கிறது என்பதைக் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. இதுவரை அறியப்படாத நிகழ்வு-உள்ளற்ற நேரியல் அல்லாத ஒலியியல் (nonlocal nonlinear phononics) என்று அழைக்கப்பட்டது. ஆய்வானது நேச்சர் இயற்பியலில் வெளியிடப்பட்டது.

லித்தியம் நியோபேட் (LiNbO₃) போன்ற ஃபெரோஎலக்ட்ரிக் பொருட்கள், நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்னூட்டங்களின் வரிகளிலிருந்து உருவாக்கப்பட்ட நிலையான மின் துருவமுனைப்பைக் கொண்டுள்ளன, அவை மின் புலங்களை பொறுத்து மாற்றப்படலாம். இந்த தனித்துவமான பண்புகள் இந்த பொருட்களை ஸ்மார்ட்போன்கள், மடிக்கணினிகள் மற்றும் அல்ட்ராசவுண்ட் இமேஜிங் சாதனங்கள் உட்பட பல நவீன மின்னணு கூறுகளின் அடிப்படை கட்டுமான தொகுதிகளாக ஆக்குகின்றன. ஃபெரோஎலக்ட்ரிக் துருவமுனைப்பை மாற்ற லேசர் ஒளியைப் பயன்படுத்துவது மிக விரைவான செயல்முறைகளை செயல்படுத்தும் ஒரு புதிய அணுகுமுறையாகும். இது அடுத்த தலைமுறை சாதனங்களுக்கான அல்ட்ராஃபாஸ்ட் ஒளியியல் சுவிட்சுகளின் வளர்ச்சியில் முக்கிய அங்கமாக இருக்கும்.

Max Planck Institute for the Structure and Dynamics (MPSD)-இல் உள்ள ஆண்ட்ரியா கவல்லேரியின் குழுவில் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள் LiNbO₃ படிகத்தின் மேற்பரப்பை உற்சாகப்படுத்த நடு அகச்சிவப்பு துடிப்புகளைப் பயன்படுத்தினர். 50 மைக்ரோமீட்டர் படிக ஆழம் முழுவதும் மின் துருவமுனைப்பின் அதிவேக மாற்றங்களை ஆய்வு செய்ய ஃபெம்டோ விநாடி தூண்டப்பட்ட ராமன் சிதறல் என்ற நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தினர். மிக அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி கொண்ட ஒளி துடிப்புகள் முழு படிகத்திலும் ஃபெரோ மின் துருவமுனைப்பை மாற்றியமைக்கிறது என்பதை அளவீடுகள் வெளிப்படுத்தின. LiNbO₃-இல் உள்ள நேரியல் அல்லாத ஒலிப்புகளின் விளைவுகளை உருவகப்படுத்துவதற்கு கணக்கீட்டு முறைகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், துருவமுனைப்பு எனப்படும் வலுவான துருவமுனைப்பு அலைகள் ஒளித் துடிப்பின் மூலம் கடந்து செல்லும் சிறிய அளவிலிருந்து வெளிப்பட்டு படிகத்தின் மீதமுள்ள ஆழம் முழுவதும் நகர்வது கண்டறியப்பட்டது. இந்த துருவமுனை அலைகள் ஒளித் துடிப்பால் தீண்டப்படாத படிகத்தின் பகுதிகள் முழுவதும் ஃபெரோமின் துருவமுனைப்பை மாற்றுவதில் குறிப்பிடத்தக்க பங்கை வகிப்பதாக நம்பப்படுகிறது.

ஆய்வின் முடிவானது அல்ட்ராஃபாஸ்ட் ஃபெரோமின் மழுப்பலான புதிருக்கு ஒரு அற்புதமான புதிய பகுதியைச் சேர்க்கவும், இதைப் புரிந்துகொள்வது நிலையான ஒளியியல் சுவிட்சுகள் போன்ற புதிய சாதனக் கூறுகளுக்கு வழிவகுக்கும். அல்ட்ராஃபாஸ்ட் ஃபெரோமின் மழுப்பலான புதிரில் ஒரு அற்புதமான புதிய பகுதியைச் சேர்க்கவும், இது பற்றிய புரிதல் நிலையான ஒளியியல் சுவிட்சுகள் போன்ற சாதனங்களுக்கு வழிவகுக்கும்.

References:

• Chen, Y., Boyd, J. G., & Naraghi, M. (2022). Encapsulation and on-demand release of functional materials from conductive nanofibers via electrical signals. Multifunctional Materials.
• Fahim, I. S. (2022). Conclusion, outlook, future aspects, and utilization of functional materials novel switching. In Functional Materials Processing for Switchable Device Modulation(pp. 257-266). Woodhead Publishing.
• Moon, J., Christiansen, M. G., Rao, S., Marcus, C., Bono, D. C., Rosenfeld, D., & Anikeeva, P. (2020). Magnetothermal multiplexing for selective remote control of cell signaling. Advanced Functional Materials, 30(36), 2000577.
• Boles, M. A., Engel, M., & Talapin, D. V. (2016). Self-assembly of colloidal nanocrystals: From intricate structures to functional materials. Chemical reviews, 116(18), 11220-11289.