వెంట్రుక కంటే 1,000 రెట్లు సన్నని పొరతో కాంతికి బేడీలు..

భవిష్యత్తు సాంకేతికతను మలుపు తిప్పే ఒక అద్భుత ఆవిష్కరణ భౌతిక శాస్త్రంలో చోటుచేసుకుంది. మనం రోజూ చూసే మనిషి వెంట్రుక కంటే వెయ్యి రెట్లు సన్నని పొరతో కాంతిని బంధించి, దాని శక్తిని పెంచవచ్చని శాస్త్రవేత్తలు నిరూపించారు. పోలాండ్‌లోని వార్సా యూనివర్సిటీ పరిశోధకులు జరిపిన ఈ పరిశోధన 'నానో ఫోటానిక్స్' రంగంలో కొత్త విప్లవానికి నాంది పలకనుంది.

సాధారణంగా కాంతిని నియంత్రించాలంటే ఆ కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం (Wavelength) కంటే పెద్ద పరిమాణంలో ఉండే నిర్మాణాలు అవసరం. కానీ, పోలిష్ శాస్త్రవేత్తల బృందం ఈ పరిమితులను చెరిపివేసింది. కేవలం 40 నానోమీటర్ల మందం గల పొరలో ఇన్‌ఫ్రారెడ్ కాంతిని బంధించగలిగే నానోస్కేల్ నిర్మాణాన్ని వారు రూపొందించారు. ఇది ఎంత సన్ననిదంటే.. ఒక సాదా కాగితం మందం కంటే దీని మందం కొన్ని వేల రెట్లు తక్కువ.

మాలిబ్డినం డైసెలీనైడ్ (MoSe2): కాంతిని లొంగదీసుకునే పదార్థం..

ఈ అద్భుతానికి ప్రధాన కారణం మాలిబ్డినం డైసెలీనైడ్ (MoSe2) అనే ప్రత్యేక పదార్థం. దీనికి వక్రీభవన సూచిక (Refractive Index) చాలా ఎక్కువ. సాధారణ గాజులో కాంతి వేగం 1.5 రెట్లు తగ్గితే, ఈ MoSe2 పదార్థంలో ఏకంగా 4.5 రెట్లు నెమ్మదిస్తుంది. కాంతి వేగం ఇలా గణనీయంగా తగ్గడం వల్ల, చాలా తక్కువ మందంలోనే కాంతిని బంధించడం సాధ్యమైంది. దీనికోసం శాస్త్రవేత్తలు 'సబ్‌వేవ్‌లెంత్ గ్రేటింగ్' అనే ప్రత్యేక డిజైన్‌ను వాడారు. ఇది కాంతిని ఒక చిన్న ప్రదేశంలో చిక్కుకునేలా చేసి, దాని తీవ్రతను విపరీతంగా పెంచుతుంది.

ఇన్‌ఫ్రారెడ్ నుంచి నీలి కాంతిలోకి..

ఈ సాంకేతికత కేవలం కాంతిని బంధించడమే కాదు, దాని రంగును (ఫ్రీక్వెన్సీని) కూడా మారుస్తుంది. 'థర్డ్ హార్మోనిక్ జనరేషన్' అనే ప్రక్రియ ద్వారా మూడు ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఫోటాన్‌లను కలిపి ఒకే నీలి కాంతి ఫోటాన్‌గా ఇది మారుస్తుంది. సాధారణ పొరలతో పోలిస్తే ఈ నానో నిర్మాణం కాంతి మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని 1,500 రెట్లు పెంచడం విశేషం. దీనివల్ల భవిష్యత్తులో కంటికి కనిపించని ఇన్‌ఫ్రారెడ్ కిరణాలను సమర్థవంతంగా దృశ్యమాన కాంతిగా మార్చవచ్చు.

వేగవంతమైన ఫోటానిక్ టెక్నాలజీకి బాటలు

ప్రస్తుత ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల్లో సమాచారం ఎలక్ట్రాన్ల ద్వారా ప్రయాణిస్తుంది. కానీ ఫోటానిక్స్ టెక్నాలజీలో సమాచారం కాంతి (ఫోటాన్ల) ద్వారా ప్రయాణిస్తుంది. ఫోటాన్లకు ద్రవ్యరాశి ఉండదు కాబట్టి, ఇవి ఎలక్ట్రాన్ల కంటే వేగంగా ప్రయాణిస్తాయి. ఈ కొత్త ఆవిష్కరణ వల్ల భవిష్యత్తులో కంప్యూటర్లు, స్మార్ట్‌ఫోన్లు - సెన్సార్లు ఇప్పుడున్న వాటి కంటే వేల రెట్లు వేగంగా, చిన్నవిగా మారనున్నాయి. 'మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ' అనే పద్ధతి ద్వారా ఈ సన్నని పొరలను పెద్ద ఎత్తున ఉత్పత్తి చేయడం ఇప్పుడు సాధ్యమవుతుందని శాస్త్రవేత్తలు ధీమా వ్యక్తం చేస్తున్నారు.

English summary

Researchers in Poland have developed a 40nm nanoscale structure using MoSe2 that traps infrared light and converts it to blue light. This breakthrough paves the way for faster photonic devices.