ایک کوانٹم میٹا سرفیس پیش رفت ٹیرا ہرٹز کی کھوج میں 20 گنا اضافہ کرتی ہے، عملی THz ٹیکنالوجی کو ایک قدم قریب لاتی ہے۔ برقی مقناطیسی سپیکٹرم میں روشنی اور تابکاری کا پتہ لگانا ضروری ہے، لیکن کچھ خطوں کے ساتھ کام کرنا مشکل ہے۔
سب سے بڑے چیلنجوں میں سے ایک terahertz (THz) تابکاری شامل ہے، جو مائیکرو ویوز اور انفراریڈ روشنی کے درمیان بیٹھتی ہے۔ ان تعدد کے لیے موجودہ ڈٹیکٹر اکثر سست ہوتے ہیں، حساسیت کی کمی ہوتی ہے، یا بڑے، مہنگے نظاموں پر انحصار کرتے ہیں جن کے لیے انتہائی ٹھنڈک کی ضرورت پڑ سکتی ہے، جس سے ان کے عملی استعمال کو محدود کرنا پڑتا ہے۔
محققین نے اب ایک کمپیکٹ نیا ڈٹیکٹر تیار کیا ہے جو کوانٹم فزکس کو خاص طور پر انجینئرڈ میٹا سرفیس کے ساتھ جوڑتا ہے، جس سے terahertz تابکاری کو پکڑنے اور اس کی پیمائش کرنے کی صلاحیت میں نمایاں بہتری آتی ہے۔
یہ کام، ایڈوانسڈ فوٹوونکس میں رپورٹ کیا گیا ہے، وائرلیس کمیونیکیشن سے لے کر میڈیکل امیجنگ اور فلکیات تک کی ٹیکنالوجیز کو آگے بڑھانے میں مدد کر سکتا ہے۔ کوانٹم فزکس میٹاسرفیس ڈیزائن سے ملتی ہے۔ یہ آلہ ایک ایسے رجحان پر انحصار کرتا ہے جسے جہاز میں فوٹو الیکٹرک اثر کہا جاتا ہے۔
اس کوانٹم عمل میں، آنے والے terahertz فوٹون توانائی کو دو جہتی الیکٹران گیس کے اندر محدود الیکٹرانوں میں منتقل کرتے ہیں۔ وہ توانائی بخش الیکٹران احتیاط سے ڈیزائن کیے گئے ممکنہ مرحلے کو عبور کرتے ہیں، جس سے ایک برقی رو پیدا ہوتا ہے جس کی پیمائش کی جا سکتی ہے۔
روایتی فوٹو الیکٹرک ڈٹیکٹر کے برعکس، اس میکانزم کو کم از کم توانائی کی حد سے تجاوز کرنے کے لیے فوٹونز کی ضرورت نہیں ہے۔ چونکہ یہ عمل مکمل طور پر مواد کے ہوائی جہاز کے اندر ہوتا ہے، اس لیے یہ کارکردگی کی کئی حدود سے بھی بچتا ہے جو روایتی ڈیٹیکٹر ڈیزائن کو متاثر کرتی ہیں۔
اس تصور کو استعمال کرنے والے پہلے ڈیٹیکٹرز نے امید افزا کارکردگی دکھائی لیکن ایک بڑی خرابی کا سامنا کرنا پڑا۔ انہوں نے آنے والی تابکاری کے صرف ایک چھوٹے سے حصے پر قبضہ کیا کیونکہ وہ واحد اینٹینا ڈھانچے پر انحصار کرتے تھے۔
اس حد پر قابو پانے کے لیے، تحقیقی ٹیم نے میٹا سرفیس کے گرد نیا ڈٹیکٹر بنایا۔ یہ نمونہ دار ڈھانچہ برقی مقناطیسی توانائی کو آنے والی تابکاری کی طول موج سے بہت چھوٹے خطوں میں مرکوز کرتا ہے۔ نئے ڈیزائن میں، دہرایا جانے والا “برک ورک” پیٹرن ٹیرا ہرٹز لہروں کو اکٹھا کرتا ہے اور انہیں تنگ خلا میں منتقل کرتا ہے جہاں پتہ چل جاتا ہے.
