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बिजली के क्षेत्रों के साथ प्रकाश को नियंत्रित करने का नया तरीका

Anonim

उत्तरी कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने बिजली के क्षेत्रों के साथ प्रकाश को नियंत्रित करने के लिए एक तकनीक की खोज की है।

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एनसी राज्य में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर लिनौ काओ और काम पर एक पेपर के संबंधित लेखक लिनौ काओ कहते हैं, "हमारी पद्धति कंप्यूटर की कंप्यूटिंग क्षमताओं को प्रदान करने के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीक के समान है।" "कंप्यूटरों में, बिजली के प्रवाह को चालू या बंद करने के लिए एक विद्युत क्षेत्र का उपयोग किया जाता है, जो तर्क 1 और तर्क 0 के अनुरूप होता है, बाइनरी कोड का आधार। इस नई खोज के साथ, एक प्रकाश को मजबूत या कमजोर, फैला या नियंत्रित किया जा सकता है एक विद्युत क्षेत्र द्वारा एक दिशा या दूसरों को इंगित करते हुए, हम सोचते हैं कि, जैसे कंप्यूटर ने हमारी सोच के तरीके को बदल दिया है, यह नई तकनीक संभवतः हमारे देखने का तरीका बदल जाएगी। उदाहरण के लिए, यह एक प्रकाश को मनमानी पैटर्न में आकार दे सकता है, जो गोगल-मुक्त वर्चुअल रियलिटी लेंस और प्रोजेक्टर, एनीमेशन मूवी इंडस्ट्री या कैमोफ्लेज में एप्लिकेशन मिल सकते हैं। "

बिजली के क्षेत्रों के साथ प्रकाश नियंत्रित करना मुश्किल है। फोटॉन, प्रकाश की मूल इकाइयां तटस्थ हैं - उनके पास कोई शुल्क नहीं है, इसलिए वे आमतौर पर बिजली के क्षेत्रों का जवाब नहीं देते हैं। इसके बजाए, सामग्री के अपवर्तक सूचकांक को ट्यून करके प्रकाश नियंत्रित किया जा सकता है। अपवर्तक सूचकांक सामग्री को प्रतिबिंबित करने, संचारित करने, स्कैटर करने और प्रकाश को अवशोषित करने के तरीके को संदर्भित करता है। जितना अधिक एक सामग्री की अपवर्तक सूचकांक को नियंत्रित कर सकता है, उस सामग्री के साथ आपके द्वारा प्रकाशित प्रकाश पर अधिक नियंत्रण होता है।

काओ का कहना है, "दुर्भाग्यवश, विद्युत क्षेत्रों के साथ अपवर्तक सूचकांक को ट्यून करना बहुत मुश्किल है।" "पिछली तकनीकें केवल दृश्यमान प्रकाश के लिए सूचकांक को अधिकतम 0.1 और 1 प्रतिशत के बीच बदल सकती हैं।"

काओ और उनके सहयोगियों ने एक तकनीक विकसित की है जो उन्हें कुछ अर्धचालक पदार्थों में दृश्य प्रकाश के लिए अपवर्तक सूचकांक को 60 प्रतिशत तक बदलने की अनुमति देती है - पिछले परिणामों की तुलना में परिमाण के दो आदेश बेहतर हैं। शोधकर्ताओं ने परमाणु रूप से पतली अर्धचालक पदार्थों की एक कक्षा के साथ काम किया जिसे संक्रमण धातु डिचालकोजेनाइड मोनोलेयर कहा जाता है। विशेष रूप से, उन्होंने मोलिब्डेनम सल्फाइड, टंगस्टन सल्फाइड और टंगस्टन सेलेनाइड की पतली फिल्मों के साथ काम किया।

काओ का कहना है, "हमने दो-आयामी अर्धचालक पदार्थों को चार्ज लगाने के द्वारा अपवर्तक सूचकांक को बदल दिया है, वैसे ही एक कंप्यूटर चिप में ट्रांजिस्टर को चार्ज लागू करेगा।" "इस तकनीक का उपयोग करके, हमने दृश्यमान स्पेक्ट्रम की लाल श्रृंखला के भीतर सूचकांक में महत्वपूर्ण, ट्यूनेबल परिवर्तन प्राप्त किए।"

वर्तमान में, नई तकनीक शोधकर्ताओं को 60 प्रतिशत तक किसी भी राशि से अपवर्तक सूचकांक को ट्यून करने की अनुमति देती है - जितना अधिक वोल्टेज सामग्री पर लागू होता है, उतना ही सूचकांक में परिवर्तन की डिग्री अधिक होती है। और, क्योंकि शोधकर्ता मौजूदा कम्प्यूटेशनल ट्रांजिस्टर प्रौद्योगिकियों में पाए गए एक ही तकनीक का उपयोग कर रहे हैं, ये परिवर्तन गतिशील हैं और प्रति सेकंड अरबों बार किए जा सकते हैं।

एनसी राज्य के हालिया स्नातक और पेपर के मुख्य लेखक यिलिंग यू कहते हैं, "यह तकनीक आधुनिक पिक्सेल के रूप में पिक्सेल द्वारा प्रकाश पिक्सेल के आयाम और चरण को नियंत्रित करने के लिए क्षमता प्रदान कर सकती है।"

काओ कहते हैं, "यह केवल पहला कदम है।" "हमें लगता है कि हम अपवर्तक सूचकांक में भी बड़े बदलावों को प्राप्त करने के लिए तकनीक को अनुकूलित कर सकते हैं। और हम यह भी पता लगाने की योजना बना रहे हैं कि यह दृश्य स्पेक्ट्रम में अन्य तरंगदैर्ध्य पर काम कर सकता है या नहीं।"

काओ और उनकी टीम भी खोज के लिए नए अनुप्रयोग विकसित करने के लिए उद्योग भागीदारों की तलाश कर रहे हैं।

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कहानी स्रोत:

उत्तरी कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी द्वारा प्रदान की जाने वाली सामग्री। नोट: सामग्री शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।


जर्नल संदर्भ :

  1. यिलिंग यू, यफी यू, लुजुन हुआंग, हावेई पेंग, लिवेई ज़ियोनग, लिनौ काओ। संक्रमण धातु Dichalcogenide Monolayers में ऑप्टिकल अपवर्तक सूचकांक की जायंट गेटिंग ट्यूनेबिलिटीनैनो पत्र, 2017; डीओआई: 10.1021 / acs.nanolett.7b00768