ڪيترن سالن کان، سڄي دنيا جا سائنسدان ٻه شيون ڪري رهيا آهن - ايجاد ۽ بهتر ڪرڻ. ۽ ڪڏهن ڪڏهن اهو واضح ناهي ته ڪهڙو وڌيڪ ڏکيو آهي. مثال طور، عام LEDs کي وٺو، جيڪي اسان کي ايترو سادو ۽ عام لڳي ٿو ته اسان انهن تي ڌيان نه ڏيون. پر جيڪڏهن توهان ذائقي لاءِ ڪجهه excitons، هڪ چِٽِي پولارٽون ۽ ٽنگسٽن ڊسلفائيڊ شامل ڪريو ٿا، ته LEDs هاڻي ايترو پراسڪ نه هوندا. اهي سڀ غير معمولي اصطلاح انتهائي غير معمولي اجزاء جا نالا آهن، جن جي ميلاپ نيو يارڪ جي سٽي ڪاليج جي سائنسدانن کي اجازت ڏني وئي ته هڪ نئون سسٽم ٺاهي سگهي ٿو جيڪو روشني جي استعمال سان معلومات کي تيزيء سان منتقل ڪرڻ جي قابل آهي. هي ترقي Li-Fi ٽيڪنالاجي کي بهتر بنائڻ ۾ مدد ڪندي. نئين ٽيڪنالاجي جا صحيح اجزاء استعمال ڪيا ويا، هن "ڊش" جي ترڪيب ڇا آهي ۽ نئين exciton-polariton LED جي آپريٽنگ ڪارڪردگي ڇا آهي؟ سائنسدانن جي رپورٽ اسان کي ان جي باري ۾ ٻڌايو ويندو. وڃ.
تحقيق جو بنياد
جيڪڏهن اسان هر شي کي هڪ لفظ تائين آسان بڻائي سگهون ٿا، پوء هي ٽيڪنالاجي روشني آهي ۽ هر شيء ان سان ڳنڍيل آهي. سڀ کان پهريان، پولارٽون، جيڪي پيدا ٿين ٿا جڏهن فوٽوون وچولي جي حوصلا افزائي ڪن ٿا (فونون، ايڪسائيٽون، پلازمون، ميگنون، وغيره). ٻيو، excitons هڪ dielectric، semiconductor يا ڌاتو ۾ اليڪٽرانڪ excitations آهن جيڪي سڄي ڪرسٽل ۾ لڏپلاڻ ڪندا آهن ۽ برقي چارج ۽ ماس جي منتقلي سان لاڳاپيل نه هوندا آهن.
اهو نوٽ ڪرڻ ضروري آهي ته اهي quasiparticles ٿڌو تمام گهڻو پسند ڪن ٿا، يعني. انهن جي سرگرمي صرف انتهائي گهٽ درجه حرارت تي ڏسي سگهجي ٿو، جيڪو انهن جي عملي ايپليڪيشن کي تمام گهڻو محدود ڪري ٿو. پر اهو اڳ هو. هن ڪم ۾، سائنسدانن کي گرميء جي حدن تي قابو پائڻ ۽ ڪمري جي گرمي تي استعمال ڪرڻ جي قابل هئا.
پولارٽون جي مکيه خصوصيت هڪ ٻئي سان فوٽون کي پابند ڪرڻ جي صلاحيت آهي. روبيڊيم ايٽم سان ٽڪرائجڻ سان فوٽونز ماس حاصل ڪن ٿا. بار بار ٽڪرن جي عمل ۾، فوٽوون هڪ ٻئي کان ڀڄندا آهن، پر نادر ڪيسن ۾ اهي جوڙو ۽ ٽي ڀيرا ٺاهيندا آهن، جڏهن ته روبيڊيم ايٽم جي نمائندگي ڪندڙ ايٽمي جزو کي وڃائي ڇڏيو.
پر روشني سان ڪجهه ڪرڻ لاء، توهان کي ان کي پڪڙڻ جي ضرورت آهي. ان لاءِ، هڪ آپٽيڪل ريزونيٽر جي ضرورت آهي، جيڪو عڪاسي ڪندڙ عنصرن جو هڪ مجموعو آهي، جيڪو بيٺل روشنيءَ جي لهر ٺاهي ٿو.
هن مطالعي ۾، سڀ کان وڌيڪ اهم ڪردار ادا ڪيو ويندو آهي اڃا به وڌيڪ غير معمولي quasiparticles - exciton-polaritons، جيڪي هڪ نظرياتي گفا ۾ ڦاٿل excitons ۽ photons جي مضبوط ميلاپ جي ڪري ٺهيل آهن.
بهرحال، اهو ڪافي ناهي، ڇاڪاڻ ته هڪ مادي بنياد جي ضرورت آهي، تنهنڪري ڳالهائڻ لاء. ۽ ڪير منتقلي ڌاتو ڊيچلڪوگنائيڊ (TMD) کان بهتر اهو ڪردار ادا ڪندو؟ وڌيڪ واضح طور تي، هڪ WS2 (tungsten disulfide) monolayer کي خارج ڪرڻ واري مواد جي طور تي استعمال ڪيو ويو، جنهن ۾ متاثر کن exciton بائنڊنگ توانائيون آهن، جيڪي مادي بنياد کي چونڊڻ لاء بنيادي معيار مان هڪ بڻجي ويا آهن.
مٿي بيان ڪيل سڀني عنصرن جي ميلاپ ان کي ممڪن بڻايو ته هڪ برقي ڪنٽرول پولاريٽن ايل اي ڊي ٺاهي جيڪا ڪمري جي حرارت تي ڪم ڪري ٿي.
هن ڊوائيس کي محسوس ڪرڻ لاء، WS2 جو هڪ monolayer پتلي هيڪساگونل بوران نائٽرائڊ (hBN) سرنگ جي رڪاوٽن جي وچ ۾ سينڊوچ ڪيو ويو آهي گرافين جي تہن سان اليڪٽرروڊس طور ڪم ڪري رهيا آهن.
تحقيق جا نتيجا
WS2، هڪ منتقلي ڌاتو dichalcogenide هجڻ ڪري، پڻ هڪ ايٽمي طور تي پتلي وين ڊير والز (vdW) مواد آهي. اهو ان جي منفرد برقي، نظرياتي، ميخانياتي ۽ حرارتي ملڪيت سان ڳالهائيندو آهي.
ٻين vdW مواد سان گڏ، جهڙوڪ گرافين (هڪ موصل جي طور تي) ۽ هيڪساگونل بورون نائٽرائڊ (hBN، هڪ انسولٽر جي طور تي)، هڪ مڪمل ميزبان برقي ڪنٽرول ڊوائيسز، جنهن ۾ LEDs شامل آهن، محسوس ڪري سگهجي ٿو. وان ڊير والز مواد ۽ پولارٽون جو ساڳيو مجموعو اڳ ۾ ئي محسوس ڪيو ويو آهي، جيئن محقق کليل طور تي بيان ڪن ٿا. بهرحال، پوئين ڪمن ۾، نتيجو ڪندڙ سسٽم پيچيده ۽ نامڪمل هئا، ۽ هر جزو جي مڪمل صلاحيت کي ظاهر نه ڪيو.
انهن خيالن مان هڪ آهي جيڪو اڳڪٿين کان متاثر ٿيو هو هڪ ٻه-dimensional مادي پليٽ فارم جو استعمال. انهي صورت ۾، اهو ممڪن آهي ته ڊوائيسز کي ايٽمي طور تي پتلي خارج ڪرڻ واري پرت سان محسوس ڪيو وڃي، جيڪي ٻين وي ڊي ڊبليو مواد سان ضم ٿي سگهن ٿيون جيڪي رابطي (گرافين) ۽ سرن جي رڪاوٽ (hBN) طور ڪم ڪن ٿيون. ان کان علاوه، اهڙي ٻه-dimensionality اهو ممڪن بڻائي ٿو پولارٽون LEDs کي گڏ ڪرڻ سان vdW مواد جيڪي غير معمولي مقناطيسي ملڪيت آهن، مضبوط سپر ڪنڊڪٽيٽي ۽ / يا غير معياري ٽوپولاجيڪل منتقلي. اهڙي ميلاپ جي نتيجي ۾، هڪ مڪمل طور تي نئين قسم جي ڊوائيس حاصل ڪري سگهجي ٿي، جنهن جي ملڪيت ڪافي غير معمولي ٿي سگهي ٿي. پر، جيئن سائنسدان چون ٿا، اهو هڪ ٻيو مطالعو لاء هڪ موضوع آهي.
تصوير #1
تصوير ۾ 1a ڏيکاري ٿو هڪ ڊوائيس جو ٽي-dimensional ماڊل جيڪو هڪ پرت ڪيڪ وانگر آهي. آپٽيڪل ريزونيٽر جو مٿيون آئينو چانديءَ جو هڪ پرت آهي، ۽ هيٺيون آئينو 12-پرت ورهايل آهي. Bragg عکاس *. فعال علائقو هڪ سرنگ زون تي مشتمل آهي.
ورهايل Bragg عکاس* - ڪيترن ئي تہن جو ھڪڙو ڍانچو جنھن ۾ مادي جو اضطراب انڊيڪس وقتي طور تي پرتن جي عمودي طور تبديل ٿئي ٿو.
سرنگ زون هڪ وي ڊي ڊبليو هيٽرو اسٽريچر تي مشتمل آهي جنهن ۾ هڪ WS2 monolayer (light emitter) شامل آهن، monolayer جي ٻنهي پاسن تي hBN جون پتلي پرتون (سرنگ جي رڪاوٽ) ۽ گرافين (اليڪٽرانن ۽ سوراخن کي متعارف ڪرائڻ لاءِ شفاف اليڪٽروڊس).
oscillator جي مجموعي طاقت کي وڌائڻ لاءِ WS2 جون ٻه وڌيڪ تہون شامل ڪيون ويون ۽ ان ڪري پولٽريٽن رياستن جي وڌيڪ واضح ربي تقسيم پيدا ڪرڻ لاءِ.
گونج ڪندڙ جي آپريٽنگ موڊ کي PMMA پرت جي ٿلهي کي تبديل ڪندي ترتيب ڏني وئي آهي (پوليميٿيل ميٿيڪريليٽ، يعني plexiglass).
تصوير 1b هي هڪ ورهايل بريگ ريفلڪٽر جي مٿاڇري تي هڪ وي ڊي ڊبليو هيٽرسٽرڪٽر جو هڪ سنيپ شاٽ آهي. ورهايل بريگ ريفلڪٽر جي اعلي عڪاسي ڪرڻ جي ڪري، جيڪا هيٺئين پرت آهي، تصوير ۾ سرنگ زون ۾ تمام گهٽ موٽڻ واري برعڪس آهي، جنهن جي نتيجي ۾ صرف مٿين ٿلهي hBN پرت ڏسڻ ۾ اچي ٿي.
گراف 1س بي گھرڻ جي ھيٺان سرنگ جي جاميٽري ۾ heterostructure جي vdW زون ڊراگرام جي نمائندگي ڪري ٿو. Electroluminescence (EL) حد جي وولٽيج جي مٿان ڏٺو ويندو آهي جڏهن مٿين (هيٺيان) گرافين جي فرمي سطح WS2 جي ڪنڊڪشن (ويلنس) بينڊ کان مٿي (هيٺ) منتقل ڪئي ويندي آهي، هڪ اليڪٽران (سوراخ) کي ڪنڊڪشن (ويلنس) ۾ سرنگ ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿي. WS2 جو بينڊ. هي WS2 پرت ۾ excitons جي ٺهڻ لاءِ سازگار حالتون پيدا ڪري ٿو بعد ۾ تابڪاري (تابڪاري) اليڪٽران-هول جي ٻيهر ٺهڻ سان.
pn junction light emitters جي برعڪس، جن کي هلائڻ لاءِ ڊوپنگ جي ضرورت پوندي آهي، سرنگ ڊيوائسز مان EL صرف سرنگ جي ڪرنٽ تي منحصر هوندو آهي، نظرياتي نقصانن کان بچڻ ۽ حرارت جي تبديلين جي ڪري مزاحمت ۾ ڪنهن به تبديليءَ کان بچڻ. ساڳئي وقت، سرنگ جي فن تعمير جي اجازت ڏئي ٿي هڪ تمام وڏي اخراج واري علائقي جي مقابلي ۾ ڊيچلڪوجنائيڊ ڊوائيسز جي مقابلي ۾ پي اين جنڪشن جي بنياد تي.
تصوير 1d سرنگ جي موجوده کثافت جي برقي خاصيتن کي ظاهر ڪري ٿو (J) تعصب وولٹیج جي ڪم جي طور تي (V) graphene electrodes جي وچ ۾. مثبت ۽ منفي ٻنهي وولٽيجز لاءِ ڪرنٽ ۾ تيز اضافو، ڍانچي ذريعي ڪرنٽ کي سرنگ ڪرڻ جي واقعن کي ظاهر ڪري ٿو. hBN تہن جي بهترين ٿلهي تي (~ 2 nm)، هڪ اهم سرنگنگ ڪرنٽ ۽ تابڪاري جي بحالي لاءِ ايمبيڊڊ ڪيريئرز جي حياتيءَ ۾ اضافو ڏسڻ ۾ اچي ٿو.
electroluminescence تجربا ڪرڻ کان اڳ، ڊوائيس جي خاصيت هئي زاويه-حل ٿيل سفيد روشني جي عڪاسي سان مضبوط excitonic coupling جي موجودگي جي تصديق ڪرڻ لاء.
تصوير #2
تصوير ۾ 2a ڊوائيس جي فعال علائقي مان زاوي حل ٿيل عکاسي اسپيڪٽرا ڏيکاريا ويا آهن، مخالف ڪراسنگ رويي جو مظاهرو ڪندي. Photoluminescence (PL) پڻ غير گونج واري جوش (460 nm) جي تحت ڏٺو ويو، هيٺين پولاريٽن شاخ مان شديد اخراج ۽ مٿئين پولاريٽن شاخ مان ڪمزور اخراج ڏيکاريندي (2b).
تي 2س 0.1 μA / μm2 جي انجڻ جي شرح تي پولارٽون اليڪٽررولومائنسنس جي تڪرار کي ڏيکاري ٿو. EL تجربي ۾ oscillator modes (solid and dashed white line) کي فٽ ڪرڻ سان حاصل ڪيل رابي اسپليٽنگ ۽ cavity detuning بالترتيب ～33 meV ۽ ～-13 meV آهن. cavity detuning جي وضاحت ڪئي وئي آهي δ = Ec − Ex، جتي Ex exciton توانائي آهي ۽ Ec ان-پلين صفر-مومينٽم cavity فوٽوان توانائي کي ظاهر ڪري ٿو. شيڊول 2d هي هڪ ڪٽ آهي مختلف زاوين تي electroluminescent dispersion کان. هتي، اپر ۽ لوئر پولارٽون موڊس جو منتشر اينٽي ڪراسنگ سان گڏ exciton resonance زون ۾ ٿئي ٿو واضح طور تي.
تصوير #3
جيئن سرنگنگ موجوده وڌائي ٿي، مجموعي طور تي اي ايل جي شدت وڌائي ٿي. پولٽريٽن مان ڪمزور EL حد جي شفٽ جي ويجهو ڏٺو ويو آهي (3a)، جڏهن ته حد کان مٿي ڪافي وڏي بي گھر ٿيڻ تي، پولٽريٽن جو اخراج الڳ ٿي ويندو آهي (3b).
تصوير ۾ 3س EL شدت جو پولر پلاٽ ڏيکاري ٿو هڪ زاويه جي ڪم جي طور تي، ±15° جي هڪ تنگ اخراج شنک کي ظاهر ڪري ٿو. تابڪاري جو نمونو گهٽ ۾ گهٽ (سائي وکر) ۽ وڌ ۾ وڌ (نارنگي وکر) اتساهه واري موجوده ٻنهي لاءِ عملي طور تي بدليل رهي ٿو. تي 3d مختلف هلندڙ سرنگھه وهڪرن لاءِ مربوط شدت ڏيکاري ٿي، جيڪا گراف مان ڏسي سگهجي ٿي، ڪافي لڪير آهي. تنهن ڪري، ڪرنٽ کي اعليٰ قدرن تائين وڌائڻ سان پولٽريٽن جي هيٺين شاخ تي ڪامياب پکڙجي سگھي ٿو ۽ پولٽريٽون نسل جي ڪري انتهائي تنگ اخراج جو نمونو پيدا ٿي سگھي ٿو. بهرحال، هن تجربي ۾ اهو حاصل ڪرڻ ممڪن نه هو، ڇاڪاڻ ته هن حد تائين hBN سرنگ جي رڪاوٽ جي ڊائلٽرڪ بريڪ ڊائون سان لاڳاپيل آهي.
ڳاڙهي نقطي تي 3d ٻئي اشاري جي ماپ ڏيکاريو - ٻاهرين مقدار جي ڪارڪردگي*.
مقدار جي ڪارڪردگي* - ڦوٽانن جي تعداد جو تناسب، جنهن جي جذب جي ڪري quasiparticles جي ٺهڻ جو سبب، جذب ٿيل فوٽن جي ڪل تعداد تائين.
مشاهدو ڪيل مقدار جي ڪارڪردگي ٻين پولاريٽن ايل اي ڊيز (نامياتي مواد، ڪاربان ٽيوب وغيره تي ٻڌل) جي مقابلي ۾ آهي. اها ڳالهه نوٽ ڪرڻ جي قابل آهي ته هن ڊوائيس ۾ مطالعي هيٺ روشني جي پرت جي ٿولهه صرف 0.7 nm آهي، جڏهن ته ٻين ڊوائيسز ۾ هن قدر تمام گهڻو آهي. سائنسدان ان حقيقت کي نه لڪائيندا آهن ته انهن جي ڊوائيس جي مقدار جي ڪارڪردگي تمام گهڻي نه آهي، پر ان کي وڌائي سگهجي ٿو هڪ وڏي تعداد ۾ monolayers کي سرنگ زون اندر رکي، hBN جي پتلي تہن سان الڳ ٿيل.
محققن پولاريٽن اي ايل تي گونج ڪندڙ ڊيٽوننگ جي اثر کي به آزمايو هڪ ٻيو ڊوائيس ٺاهي، پر هڪ مضبوط ڊيٽوننگ (-43 مي وي) سان.
تصوير #4
تصوير ۾ 4a اي ايل اسپيڪٽرا اهڙي ڊوائيس جي ڪنولر ريزوليوشن سان ڏيکاريل آهن 0.2 μA/μm2 جي موجوده کثافت تي. مضبوط ڊيٽوننگ جي ڪري، ڊوائيس EL ۾ هڪ واضح رڪاوٽ اثر ڏيکاري ٿو، وڏي زاويه تي اخراج جي وڌ ۾ وڌ ٿئي ٿي. اها تصوير ۾ وڌيڪ تصديق ڪئي وئي آهي 4b، جتي هن ڊوائيس جا پولر گراف پهرين هڪ (2س).
مطالعي جي nuances سان وڌيڪ تفصيلي واقفيت لاء، مون کي ڏسڻ جي صلاح .
چرچا
اهڙيءَ طرح، مٿي بيان ڪيل مڙني مشاهدن ۽ ماپن مان پولٽريٽن اليڪٽرولومينيسينس جي موجودگي جي تصديق ٿئي ٿي vdW heterostructure ۾ ٺهيل هڪ آپٽيڪل مائڪرو ڪيٽي. مطالعي هيٺ ڊوائيس جو سرنگ فن تعمير WS2 monolayer ۾ اليڪٽران / سوراخ جي تعارف ۽ ٻيهر ٺهڻ کي يقيني بڻائي ٿو، جيڪو روشني ايميٽر جي طور تي ڪم ڪري ٿو. اهو ضروري آهي ته ڊوائيس جي سرنگ ميڪانيزم کي اجزاء جي مصر جي ضرورت نه آهي، جيڪا نقصان ۽ مختلف درجه حرارت سان لاڳاپيل تبديلين کي گھٽائي ٿي.
اهو معلوم ڪيو ويو آهي ته EL هڪ اعلي هدايت آهي گونجندڙ جي ڦهلائڻ جي ڪري. تنهن ڪري، ڪيفيت جي معيار جي عنصر کي بهتر ڪرڻ ۽ اعلي موجوده ترسيل کي بهتر بڻائي سگهندي مائڪروڪيويٽي ايل اي ڊيز جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي ٿو، انهي سان گڏ برقي طور تي ڪنٽرول ٿيل مائڪروڪيوٽي پولارٽون ۽ فوٽوونڪ ليزر.
اهو ڪم هڪ ڀيرو ٻيهر تصديق ڪري ٿو ته منتقلي ڌاتو ڊيچلڪوگنائيڊس واقعي منفرد ملڪيت ۽ ايپليڪيشنن جو هڪ تمام وسيع سلسلو آهي.
اهڙيون تحقيقون ۽ جديد ايجادون گهڻو ڪري ڊيٽا ٽرانسميشن ٽيڪنالاجيز جي ترقي ۽ پکيڙ تي اثر انداز ٿي سگهن ٿيون LEDs ۽ روشني پاڻ کي استعمال ڪندي. اهڙيون مستقبل واريون ٽيڪنالاجيون شامل آهن Li-Fi، جيڪي هن وقت موجود وائي فائي جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻي تيز رفتار مهيا ڪري سگهن ٿيون.
پڙهڻ لاءِ مهرباني، تجسس رهو ۽ سٺو هفتو دوستو! 🙂
اسان سان گڏ رهڻ لاء توهان جي مهرباني. ڇا توهان اسان جا مضمون پسند ڪندا آهيو؟ وڌيڪ دلچسپ مواد ڏسڻ چاهيو ٿا؟ آرڊر ڏيڻ يا دوستن کي سفارش ڪندي اسان جي مدد ڪريو، 30% رعايت Habr استعمال ڪندڙن لاءِ انٽري ليول سرورز جي هڪ منفرد اينالاگ تي، جيڪا اسان توهان لاءِ ايجاد ڪئي هئي: (RAID1 ۽ RAID10 سان دستياب آهي، 24 ڪور تائين ۽ 40GB DDR4 تائين).
ڊيل R730xd 2 ڀيرا سستا؟ صرف هتي هالينڊ ۾! ڊيل R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - $99 کان! جي باري ۾ پڙهو
جو ذريعو: www.habr.com