टेराहर्ट्ज़ मेटासर्फ्स में निरंतरता में हाइब्रिड बाउंड स्टेट्स

26 मई, 2023 (नानावरक न्यूज़) गुणवत्ता कारक (क्यू) एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो प्रकाश-पदार्थ की परस्पर क्रिया की ताकत को दर्शाता है। उच्च गुणवत्ता वाले कारकों वाली गुहाओं में प्रकाश को कुशलतापूर्वक सीमित करने की क्षमता होती है और इस प्रकार प्रकाश-पदार्थ की परस्पर क्रिया में वृद्धि होती है। यह सुविधा लेजर, फिल्टर, हार्मोनिक जेनरेशन और सेंसर जैसे विभिन्न अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण महत्व रखती है। माइक्रोकैविटी में गुणवत्ता कारकों में सुधार के लिए विभिन्न योजनाएं प्रस्तावित की गई हैं, जैसे कि माइक्रोडिस्क, ब्रैग रिफ्लेक्टर माइक्रोकैविटी और फोटोनिक क्रिस्टल। बैंड संरचनाओं के प्रकाश शंकु के ऊपर, ऊर्जा के विकिरण रिसाव के बिना बाध्य अवस्थाएँ भी सुलभ हैं, अर्थात् सातत्य में बंधी अवस्थाएँ (बीआईसी)। बीआईसी अल्ट्राहाई गुणवत्ता कारक अनुनाद प्राप्त करने के लिए एक सामान्यीकृत विधि प्रदान करता है, जिससे प्रकाश-पदार्थ इंटरैक्शन को बढ़ाने के लिए एक शक्तिशाली तंत्र बन जाता है जिसे कम-थ्रेसहोल्ड लेजर, मल्टी-स्पेक्ट्रल सेंसिंग और उच्च हार्मोनिक्स पीढ़ी में अनुप्रयोग मिला है। चित्र 1 हाइब्रिड बीआईसी जाली। (एसी) विकिरण चैनल (ए) के बिना समरूपता-संरक्षित बीआईसी जाली का योजनाबद्ध आरेख, समरूपता (बी) को तोड़कर सभी अनुनादकों के लिए खुले विकिरण चैनल के साथ एक समान अर्ध-बीआईसी जाली, और आधे विकिरण चैनल खुले इंटरचेंजिंग के साथ हाइब्रिड अर्ध-बीआईसी जाली x अक्ष के अनुदिश (c). (© ऑप्टो-इलेक्ट्रॉनिक साइंस) एक विशिष्ट बीआईसी के लिए, क्यू और वेव वेक्टर (के) के बीच एक द्विघात मात्रात्मक संबंध होता है, और आमतौर पर के में एक छोटी सी गड़बड़ी से क्यू में तेजी से गिरावट आती है। हालांकि, दोष और विकार अनिवार्य रूप से होते हैं प्रसंस्करण के दौरान पेश किया गया जो वास्तविक नमूनों में प्रतिध्वनि के गुणवत्ता कारक को बहुत कम कर देता है। बीआईसी को विलय करने का विचार क्यू और के (-2 से -6 तक) के बीच घातीय गुणांक को संशोधित करने से शुरू होता है, जो काफी हद तक क्यू की गिरावट दर को कम करता है और एक बहुत प्रभावी तंत्र प्रदान करता है। लेकिन इस दृष्टिकोण के लिए माइक्रोस्ट्रक्चर के ज्यामितीय आयामों के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है और यह केवल उन बैंड संरचनाओं पर लागू होता है जिनमें कठोर आवश्यकताओं के साथ समरूपता-संरक्षित और आकस्मिक बीआईसी होते हैं। हाल ही में, दक्षिणी विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय (एसयूएसटेक) में लॉन्गकिंग कांग के समूह ने समग्र गुणवत्ता कारकों और समरूपता-संरक्षित बीआईसी की मजबूती में सुधार के लिए एक अधिक सामान्यीकृत दृष्टिकोण का प्रस्ताव दिया। संपूर्ण जाली में समान रूप से अनुनादकों की समरूपता को तोड़कर अर्ध-बीआईसी प्राप्त करने के पारंपरिक दृष्टिकोण के विपरीत मेटामेट्रिक्स (चित्र 1 ए और बी देखें), वे संपूर्ण जाली की स्थानीय सी 2 समरूपता को चुनिंदा रूप से बनाए रखते हैं ताकि विकिरण हानि को कम किया जा सके और सरणी के गुणवत्ता कारक में सुधार किया जा सके (चित्र 1 सी देखें)। चित्र.2 हाइब्रिड बीआईसी लैटिस में महत्वपूर्ण क्यू सुधार और निर्माण संबंधी खामियों के खिलाफ मजबूती। (ए) यू-क्यूबीआईसी, एचटी-बीआईसी, एचएक्स-बीआईसी और एचक्यू-बीआईसी लैटिस के लिए विकिरण क्यू बनाम विषमता डिग्री का विकास। कम विकिरण घनत्व वाली हाइब्रिड यूनिट कोशिकाओं में समग्र गुणवत्ता कारकों में सुधार होता है। (बी) चार परिदृश्यों में गुणवत्ता कारकों पर निर्माण अपूर्णता का प्रभाव। (© ऑप्टो-इलेक्ट्रॉनिक साइंस) यह एक सामान्यीकृत विधि है जिसे सटीक ज्यामितीय डिजाइन या बैंड चयनात्मकता की आवश्यकताओं के बिना किसी भी समरूपता-संरक्षित बीआईसी तक बढ़ाया जा सकता है। गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण के अनुसार, हाइब्रिड बीआईसी जाली पारंपरिक जाली (छवि 14.6 ए) की तुलना में 2 गुना अधिक गुणवत्ता कारक प्राप्त कर सकती है। क्यू और के के बीच आनुपातिक गुणांक को बढ़ाकर, विकारों और अन्य गड़बड़ी के खिलाफ हाइब्रिड बीआईसी मेटासर्फेस की गुणवत्ता कारक मजबूती में सुधार किया जाता है, जिससे वास्तविक उपकरणों में गुणवत्ता कारक की गिरावट को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है। यह उच्च-गुणवत्ता कारक प्राप्त करने के लिए अधिक सामान्यीकृत और सरल दृष्टिकोण प्रदान करता है (चित्र.2बी)। जाली के पारस्परिक स्थान विश्लेषण के माध्यम से, हाइब्रिड बीआईसी जाली एक साथ समान बीआईसी जाली के एक्स, वाई और एम बिंदुओं के स्वदेशी को Γ बिंदु तक मोड़ सकती है, ताकि दूर-क्षेत्र विकिरण में कई फैनो प्रतिध्वनि देखी जा सकें। (चित्र 3)। चित्र.3 सामान्यीकृत उच्च-क्रम हाइब्रिड बीआईसी। (ए, बी) क्रमशः 2×2 सुपरसेल में चार में से तीन और एक असममित अनुनादकों के साथ एचटी-बीआईसी और एचक्यू-बीआईसी मेटासर्फेस की सूक्ष्म छवियां, और अवधि एक्स और वाई दोनों अक्षों के साथ 2ए है। स्केल बार, 20 µm. (सी) ब्रिलोइन ज़ोन में यू-क्यूबीआईसी जाली (काला) से एचटी-बीआईसी/एचक्यू-बीआईसी (लाल) तक बैंड फोल्डिंग का योजनाबद्ध आरेख। (डी) 2.97% की विषमता डिग्री पर एचटी-बीआईसी (बाएं) और एचक्यू-बीआईसी (दाएं) मेटासर्फेस का सिम्युलेटेड ट्रांसमिशन आयाम स्पेक्ट्रा। (© ऑप्टो-इलेक्ट्रॉनिक साइंस) एकाधिक उच्च-गुणवत्ता वाले फ़ैनो अनुनाद पल्स जेनरेशन, सेंसिंग, संचार आदि में बहुत महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से टेराहर्ट्ज़ फोटोनिक्स पर आधारित सेंसिंग और अगली पीढ़ी के वायरलेस संचार के विकास के लिए। यह विविध क्षेत्रों में उनके विकास को सुविधाजनक बनाने के लिए फ़्यूज़िंग मेटासर्फेस और टेराहर्ट्ज़ फोटोनिक्स में नवीन अंतर्दृष्टि प्रदान करता है। यह कार्य बीआईसी के भौतिक निहितार्थ को और समृद्ध करेगा और मेटामटेरियल्स और टेराहर्ट्ज़ फोटोनिक्स के परिप्रेक्ष्य को व्यापक बनाएगा। टीम ने अपना निष्कर्ष प्रकाशित किया ऑप्टो-इलेक्ट्रॉनिक विज्ञान ("टेराहर्ट्ज़ मेटासर्फेस में सातत्य में हाइब्रिड बाध्य अवस्थाएँ").

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• स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63062.php