இன்ஃப்ராரெட் ஒளியை 'பார்க்கும்' சிலிக்கான் சிப்பை உருவாக்கிய ஸ்பானிஷ் இயற்பியலாளர்கள்

குறுகிய-அலை இன்ஃப்ராரெட் (SWIR) ஒளி, மனிதக் கண்ணால் பார்க்க முடியாத எல்லைக்கு அப்பால் உள்ளது. இதைக் கண்டறிவது இரவு நேர படமெடுத்தல், மருத்துவ இமேஜிங், சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு, தொழில்துறை ஆய்வு ஆகியவற்றுக்குப் பயனுள்ளது. ஆனால் பெரும்பாலான SWIR கருவிகள் விலையுயர்ந்த பொருட்களைச் சார்ந்துள்ளன. இவற்றை வழக்கமான மின்னணு சாதனங்களுடன் இணைப்பது கடினம். சிப்களில் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படும் சிலிக்கான், அதன் அகலமான பேண்ட் கேப் காரணமாக SWIR ஒளியை உறிஞ்சவே முடியாது.

மேட்ரிட் காம்ப்ளூடென்ஸ் பல்கலைக்கழக ஆய்வாளர்கள், SWIR ஒளியை திறம்பட உறிஞ்சக்கூடிய, வழக்கமான சிப் தயாரிப்புடன் இணக்கமான ஒரு சிலிக்கான் ஃபோட்டோடையோடை உருவாக்கியுள்ளனர். ஃபிசிக்கல் ரிவ்யூ லெட்டர்ஸ் இதழில் வெளியான இந்த சாதனம், அதிக அளவு டெலூரியம் அணுக்களுடன் கலக்கப்பட்ட சிலிக்கானை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த செயல்முறைக்கு 'ஹைப்பர்டோப்பிங்' என்று பெயர். 'SWIR தொழில்நுட்பத்தை பொதுமக்களுக்கும் கொண்டு செல்வதே எங்கள் முதன்மை நோக்கம்' என, கட்டுரையின் முதன்மை ஆசிரியர் எரிக் கார்சியா-ஹெம்மே தெரிவித்தார். 'இந்த வண்ணப்பட்டையில் சிலிக்கானை பார்க்க வைப்பதன் மூலம், தயாரிப்புச் செலவை கணிசமாகக் குறைக்க முடியும்' என்றார்.

டெலூரியம் அணுக்கள் சிலிக்கானுக்குள் புதிய ஆற்றல் நிலைகளை உருவாக்குகின்றன. இவை படிக்கட்டுகள் போல செயல்பட்டு, குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட SWIR ஃபோட்டான்களை எலக்ட்ரான்களைத் தூண்டி ஒரு மின் சமிக்ஞையை உருவாக்க அனுமதிக்கின்றன. முந்தைய ஹைப்பர்டோப்ட் சிலிக்கான் கருவிகள் மிக மெல்லிய அடுக்குகளாகவே தயாரிக்க முடிந்தது. எனவே அவை மிகக் குறைந்த ஒளியையே உறிஞ்சின. கார்சியா-ஹெம்மேயின் குழு, சிலிக்கான் மேற்பரப்பில் நுண் பிரமிடுகளை உருவாக்கி, அதன் பின்னால் ஒரு தங்க கண்ணாடியை பொருத்தி இதைத் தீர்த்தது. இது ஒளியை மெல்லிய அடுக்குக்குள் முன்னும் பின்னுமாக பிரதிபலிக்க வைத்து சிக்க வைக்கிறது.

சோதனைகளில், இந்த ஃபோட்டோடையோடு உள்வரும் ஒளியில் சுமார் 85%-ஐ உறிஞ்சியது. 1.27 மைக்ரோமீட்டர் அலைநீளத்தில் 2.3% உச்ச வெளிப்புற குவாண்டம் திறனை அடைந்தது. இது வணிக ரீதியாகக் கிடைக்கும் சிலிக்கான் ஒளி கருவிகளை விட சுமார் 1,000 மடங்கு அதிகம். அறை வெப்பநிலையில், 1.5 மைக்ரோமீட்டர் அலைநீளத்தில், இது 4×10¹⁰ ஜோன்ஸ் என்ற குறிப்பிட்ட கண்டறிதிறனை அடைந்தது. இது ஹைப்பர்டோப்ட் சிலிக்கானுக்கான ஒரு சாதனையாக ஆய்வாளர்கள் கருதுகின்றனர்.

இது சிலிக்கானை அடிப்படையாகக் கொண்டிருப்பதால், கணினி சிப்கள், ஸ்மார்ட்ஃபோன் கேமராக்கள் தயாரிக்கும் அதே தொழிற்சாலைகளில் இதைத் தயாரிக்க முடியும். இது அறை வெப்பநிலையிலேயே திறம்பட செயல்படுகிறது. பெரும்பாலான இன்ஃப்ராரெட் கருவிகளுக்குத் தேவைப்படும் பாரமான குளிரூட்டும் அமைப்புகள் இதற்குத் தேவையில்லை. 'இந்த வேலை உயர்நிலை அறிவியல் கருவிகளுக்கும், அன்றாட நுகர்வோர் மின்னணுவியலுக்கும் இடையேயான இடைவெளியைக் குறைக்கக்கூடும்' என கார்சியா-ஹெம்மே தெரிவித்தார். ஸ்மார்ட்ஃபோன்கள், டேப்லெட்கள், லேப்டாப்கள் ஆகியவற்றின் இரவு நேர பார்வை, முக அடையாளம் காணும் திறனை மேம்படுத்த இது எதிர்காலத்தில் பயன்படக்கூடும் என்றும் அவர் மேலும் கூறினார்.