مربوط فوٹوونک سرکٹس کا استعمال کرتے ہوئے چپس 'ٹیرا ہرٹز گیپ' کو بند کرنے میں مدد کر سکتی ہیں۔

متلاشیوں نے ایک مربوط فوٹوونک سرکٹ کے ساتھ ایک انتہائی پتلی چپ تیار کی ہے جس کا استعمال نام نہاد ٹیرا ہرٹز گیپ – برقی مقناطیسی سپیکٹرم میں 0.3-30THz کے درمیان – سپیکٹروسکوپی اور امیجنگ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

یہ خلا فی الحال تکنیکی ڈیڈ زون کی چیز ہے، جو تعدد کو بیان کرتا ہے جو آج کے الیکٹرانکس اور ٹیلی کمیونیکیشن آلات کے لیے بہت تیز ہیں، لیکن آپٹکس اور امیجنگ ایپلی کیشنز کے لیے بہت سست ہیں۔

تاہم، سائنسدانوں کی نئی چپ اب انہیں موزوں فریکوئنسی، طول موج، طول و عرض اور مرحلے کے ساتھ terahertz لہریں پیدا کرنے کے قابل بناتی ہے۔اس طرح کا قطعی کنٹرول terahertz تابکاری کو الیکٹرانک اور آپٹیکل دونوں دائروں میں اگلی نسل کی ایپلی کیشنز کے لیے استعمال کرنے کے قابل بنا سکتا ہے۔

ای پی ایف ایل، ای ٹی ایچ زیورخ اور یونیورسٹی آف ہارورڈ کے درمیان ہونے والا یہ کام، میں شائع ہوا ہے۔نیچر کمیونیکیشنز۔

کرسٹینا بینیا چیلمس، جنہوں نے EPFL کے سکول آف انجینئرنگ میں ہائبرڈ فوٹوونکس (HYLAB) کی لیبارٹری میں تحقیق کی قیادت کی، نے وضاحت کی کہ ٹیرا ہرٹز لہریں اس سے پہلے لیبارٹری کی ترتیب میں تیار کی جاتی رہی ہیں، پچھلے طریقوں نے بنیادی طور پر بلک کرسٹل پر انحصار کیا ہے تاکہ صحیح طریقے سے پیدا ہو سکیں۔ تعدداس کے بجائے، اس کی لیب کا فوٹوونک سرکٹ کا استعمال، جو لیتھیم نیوبیٹ سے بنایا گیا ہے اور ہارورڈ یونیورسٹی کے ساتھیوں کے ذریعے نینو میٹر کے پیمانے پر باریک نقاشی کیا گیا ہے، اس سے بہت زیادہ ہموار طریقہ کار بنتا ہے۔سلکان سبسٹریٹ کا استعمال بھی ڈیوائس کو الیکٹرانک اور آپٹیکل سسٹم میں انضمام کے لیے موزوں بناتا ہے۔

"بہت زیادہ تعدد پر لہریں پیدا کرنا انتہائی چیلنجنگ ہے، اور ایسی بہت کم تکنیکیں ہیں جو انہیں منفرد نمونوں کے ساتھ پیدا کر سکتی ہیں،" انہوں نے وضاحت کی۔"اب ہم terahertz لہروں کی عین وقتی شکل کو انجینئر کرنے کے قابل ہو گئے ہیں - بنیادی طور پر یہ کہنے کے لیے، 'مجھے ایک لہر کی شکل چاہیے جو اس جیسی ہو۔'"

اس کو حاصل کرنے کے لیے، Benea-Chelmus کی لیب نے چپ کے چینلز کی ترتیب کو ڈیزائن کیا، جسے ویو گائیڈز کہا جاتا ہے، اس طرح سے مائکروسکوپک انٹینا کا استعمال آپٹیکل ریشوں سے روشنی سے پیدا ہونے والی ٹیرا ہرٹز لہروں کو نشر کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔

"حقیقت یہ ہے کہ ہمارا آلہ پہلے سے ہی ایک معیاری آپٹیکل سگنل کا استعمال کرتا ہے، واقعی ایک فائدہ ہے، کیونکہ اس کا مطلب ہے کہ یہ نئی چپس روایتی لیزرز کے ساتھ استعمال کی جا سکتی ہیں، جو بہت اچھی طرح سے کام کرتی ہیں اور بہت اچھی طرح سمجھی جاتی ہیں۔اس کا مطلب ہے کہ ہمارا آلہ ٹیلی کمیونیکیشن سے مطابقت رکھتا ہے،" بینیا چیلمس نے زور دیا۔انہوں نے مزید کہا کہ چھوٹے آلات جو ٹیرا ہرٹز رینج میں سگنل بھیجتے اور وصول کرتے ہیں چھٹی نسل کے موبائل سسٹمز (6G) میں کلیدی کردار ادا کر سکتے ہیں۔

آپٹکس کی دنیا میں، Benea-Chelmus سپیکٹروسکوپی اور امیجنگ میں چھوٹے لیتھیم نیبیٹ چپس کی خاص صلاحیت کو دیکھتا ہے۔غیر آئنائزنگ ہونے کے علاوہ، ٹیرا ہرٹز لہریں بہت سی دوسری قسم کی لہروں (جیسے ایکس رے) کے مقابلے میں بہت کم توانائی ہیں جو فی الحال کسی مواد کی ساخت کے بارے میں معلومات فراہم کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں - چاہے وہ ہڈی ہو یا آئل پینٹنگ۔ایک کمپیکٹ، غیر تباہ کن ڈیوائس جیسا کہ لیتھیم نائوبیٹ چپ موجودہ سپیکٹروگرافک تکنیکوں کے لیے کم ناگوار متبادل فراہم کر سکتی ہے۔

"آپ تصور کر سکتے ہیں کہ terahertz تابکاری کو کسی ایسے مواد کے ذریعے بھیجنا جس میں آپ دلچسپی رکھتے ہیں اور اس کی مالیکیولر ساخت کے لحاظ سے، مواد کے ردعمل کی پیمائش کرنے کے لیے اس کا تجزیہ کر سکتے ہیں۔یہ سب میچ ہیڈ سے چھوٹے ڈیوائس سے ہے،" اس نے کہا۔

اس کے بعد، Benea-Chelmus کا منصوبہ ہے کہ وہ چپ کے ویو گائیڈز اور اینٹینا کی خصوصیات کو زیادہ سے زیادہ طول و عرض کے ساتھ انجینئرنگ ویوفارمز، اور زیادہ باریک ٹیون کی تعدد اور کشی کی شرحوں پر توجہ مرکوز کرے۔وہ کوانٹم ایپلی کیشنز کے لیے کارآمد ہونے کے لیے اپنی لیب میں تیار کردہ ٹیرا ہرٹز ٹیکنالوجی کے امکانات کو بھی دیکھتی ہے۔

"بہت سے بنیادی سوالات ہیں جن کو حل کرنا ہے۔مثال کے طور پر، ہم اس میں دلچسپی رکھتے ہیں کہ آیا ہم ایسی چپس کا استعمال کر کے نئی قسم کی کوانٹم تابکاری پیدا کر سکتے ہیں جن کو انتہائی مختصر اوقات میں ہیرا پھیری کی جا سکتی ہے۔کوانٹم سائنس میں ایسی لہروں کو کوانٹم اشیاء کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے،‘‘ اس نے نتیجہ اخذ کیا۔