ஃபோட்டான்-ஃபோனான் முன்னேற்றத்தின் ஆய்வு

நியூயார்க் நகரக் குழுவினரின் புதிய ஆராய்ச்சி, பொருளின் இரண்டு வெவ்வேறு நிலைகளை இணைப்பதற்கான ஒரு புதிய வழியைக் கண்டறிந்துள்ளது. முதல் தடவையாக, டோபோலாஜிக்கல் ஃபோட்டான்கள் – ஒளி – லாட்டிஸ் அதிர்வுகளுடன்(Lattice vibration) இணைக்கப்பட்டுள்ளது, அவை ஃபோனான்ஸ் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. அவற்றின் பரவல் வலுவான மற்றும் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய வழியில் கையாளுகின்றன.

இந்த ஆய்வானது, டோபோலாஜிக்கல் ஃபோட்டானிக்ஸைப் பயன்படுத்தியது, இது ஃபோட்டானிக்ஸின் ஒரு அவசர திசையாகும், இது தொடர்ச்சியான சிதைவுகளின் கீழ் ஒரு வடிவியல் பொருளின் பகுதிகளை மாற்றும் போது நிலையாக இருக்கும் பாதுகாக்கப்பட்ட அளவுகள் -இடவியல் மாறிலிகள் பற்றிய அடிப்படை கருத்துக்களை மேம்படுத்துகிறது. இத்தகைய மாறுபாடுகளின் எளிய எடுத்துக்காட்டுகளில் ஒன்று துளைகளின் எண்ணிக்கை ஆகும். இடவியல் பண்புகள், ஃபோட்டான்கள் பரவும் போது சுழலும் போது, ​​தனித்துவமான மற்றும் எதிர்பாராத பண்புகளுக்கு வழிவகுக்கும். படிகங்களில் அதிர்வுகளுடனான தொடர்புகளுக்கு ஹெலிகல் ஃபோட்டான்கள் அதிர்வுடன் அகச்சிவப்பு ஒளியை அனுப்ப பயன்படுகிறது.

இந்த வேலையின் தாக்கங்கள் விரிவானவை, குறிப்பாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் ராமன் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியை முன்னெடுக்க அனுமதிக்கிறது, இது மூலக்கூறுகளின் அதிர்வு முறைகளைத் தீர்மானிக்கப் பயன்படுகிறது. உறிஞ்சுதல், உமிழ்வு அல்லது பிரதிபலிப்பு மூலம் பொருளுடன் அகச்சிவப்பு கதிர்வீச்சின் தொடர்பை அளவிடும் அகச்சிவப்பு நிறமாலை என அழைக்கப்படும் அதிர்வு நிறமாலைக்கான ஆராய்ச்சியும் இந்த ஆய்வில் உள்ளது. இதைப் பிறகு ரசாயனப் பொருள்களைப் பற்றி படிப்பதற்கும் அடையாளம் காண்பதற்கும் வகைப்படுத்தவும் பயன்படுத்தலாம்.

CCNY இன் க்ரோவ் ஸ்கூல் ஆஃப் இன்ஜினியரிங் இணைப்பில் முன்னணி எழுத்தாளரும் இயற்பியலாளருமான அலெக்சாண்டர் கனிகேவ் கூறுகையில், “ஹெக்ஸிகல் போரான் நைட்ரைடில் லட்டீஸ் அதிர்வுகளுடன் ஹெலிகல் ஃபோட்டான்களை இணைத்தோம். இது பாதி ஒளி மற்றும் பாதி அதிர்வுகளை கொண்டுள்ளது. அகச்சிவப்பு ஒளி மற்றும் லாட்டிஸ் அதிர்வுகள் வெப்பத்துடன் தொடர்புடையது என்பதால், ஒளி மற்றும் வெப்பத்தை ஒன்றாகப் பரப்புவதற்கு நாங்கள் புதிய சேனல்களை உருவாக்கினோம். பொதுவாக, லாட்டிஸ் அதிர்வுகளைக் கட்டுப்படுத்துவது மிகவும் கடினம், மேலும் குறைபாடுகள் மற்றும் கூர்மையான மூலைகளைச் சுற்றி அவைகளை வழிநடத்துவது சாத்தியமில்லை.”

புதிய முறை திசை கதிர்வீச்சு வெப்ப பரிமாற்றத்தையும் செயல்படுத்த முடியும், இது ஒரு வகை ஆற்றல் பரிமாற்றத்தின் போது வெப்பத்தை மின்காந்த அலைகள் மூலம் சிதறடிக்கிறது.

“நாங்கள் உருவாக்கிய இரு பரிமாணப் பொருட்களுக்குள் இந்த கலப்பின ஒளி மற்றும் பொருள் தூண்டுதலுக்கான தன்னிச்சையான வடிவத்தின் சேனல்களை உருவாக்கலாம்” என்று பேராசிரியர் கனிகேவின் குழுவில் முதுகலை ஆய்வாளரான டாக்டர். ஸ்ரீராம் குடல்லா கூறினார். “இந்த முறை, இந்த சேனல்களில் அதிர்வுகளை பரப்பும் திசையை முன்னோக்கி அல்லது பின்னோக்கி, வெறுமனே லேசர் கற்றையின் துருவமுனைப்பு கையை மாற்றுவதன் மூலம் மாற்ற அனுமதிக்கிறது. சுவாரஸ்யமாக, ஃபோனான்-துருவமுனைப்புகள் பரவுவதால், அதிர்வுகளும் மின்புலத்துடன் சுழலும்.

“Topological phonon-polariton funneling in midinfrared metasurfaces,” என்ற தலைப்பில் இந்த ஆய்வு அறிவியல் இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது.

References:

• Kung, H. (2008). Tackling Our Energy Challenges in a New Era of Science. Bulletin of the American Physical Society, 53.
• Rioboó, R. J. J., Gontán, N., Sanderson, D., Desco, M., & Gómez-Gaviro, M. V. (2021). Brillouin Spectroscopy: From Biomedical Research to New Generation Pathology Diagnosis. International Journal of Molecular Sciences, 22(15), 8055.
• Yeh, C. (1994). Applied photonics. Academic Press.
• Capasso, F., & Couwenberg, D. (Eds.). (2021). Frontiers in Optics and Photonics. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.