حال ہی میں، اتفاق سے، لوزان، سوئٹزرلینڈ میں سوئس فیڈرل انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی اور جاپان کے ٹوکیو انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے سائنسدانوں کی ایک ٹیم نے فیمٹوسیکنڈ لیزر سے الٹرا فاسٹ لیزر دالیں استعمال کیں تاکہ ٹیلورائٹ شیشے میں ایٹموں کو شعاع بنایا جا سکے۔ خفیہ
ٹیلورائٹ شیشے کے ایٹموں کو فیمٹوسیکنڈ لیزر نے دوبارہ منظم کیا، جس سے سائنسدانوں کو ٹیلورائٹ شیشے کو سیمی کنڈکٹر مواد میں تبدیل کرنے کا طریقہ دریافت کرنے کا موقع ملا۔ یہ دریافت حیرت انگیز کیوں ہے؟ اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ جب سیمی کنڈکٹر مواد سورج کی روشنی کے سامنے آتے ہیں، تو وہ بجلی پیدا کرتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ مستقبل میں لوگوں کی روزمرہ کی زندگی میں کھڑکیوں کو سنگل میٹریل لائٹ اکٹھا کرنے اور محسوس کرنے والے آلات میں تبدیل کرنا ممکن ہو جائے گا جو بلاشبہ بڑی صلاحیت رکھتے ہیں۔
لوزان میں سوئس فیڈرل انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (ای پی ایف ایل)، سوئٹزرلینڈ کی تجرباتی ٹیم نے شیشے کی سطحوں پر سیمی کنڈکٹنگ ٹیلوریم نانو کرسٹل لائن فیزز کی تشکیل سے اس وقت ٹھوکر کھائی جب وہ شیشے میں خود تنظیمی عمل کو سمجھنے کی کوشش کر رہے تھے، جس نے ممکنہ تلاش کے خیال کو متحرک کیا۔ فوٹو کنڈکٹیو خصوصیات اور ان سے متعلق روشنی کی کٹائی کرنے والے آلات۔
محققین نے شیشے میں ترمیم کرکے اور جاپان میں ٹوکیو انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے ساتھیوں کے ذریعہ تیار کردہ ٹیلورائٹ شیشے اور فیمٹوسیکنڈ لیزر کی مدد سے اس کے اثرات کا تجزیہ کرکے یہ دریافت کی۔
1-سینٹی میٹر قطر کے ٹیلورائٹ شیشے کی سطح پر لکیروں کے ایک سادہ نمونے کو کھینچنے کے بعد، اس طرح یہ دریافت ہوا کہ شیشہ الٹراوائلٹ اور مرئی سپیکٹرا میں شعاع ریزی ہونے پر مہینوں تک برقی کرنٹ پیدا کرنے کے قابل تھا۔
تو ایک femtosecond لیزر یہ کیسے کرتا ہے؟ یہ femtosecond لیزر پروسیسنگ کے اصول سے شروع ہوتا ہے۔
Femtosecond لیزر پروسیسنگ ایک جدید پروسیسنگ ٹیکنالوجی ہے جس کی بنیاد ملٹی فوٹون نان لائنر جذب اور آئنائزیشن میکانزم پر ہے۔ جب فیمٹوسیکنڈ لائٹ پلس کسی مواد کی سطح پر یا کسی شفاف مواد کے اندرونی حصے پر لگائی جاتی ہے، تو روشنی کی نبض کے عمل کا رقبہ انتہائی کم دورانیہ (فیمٹوسیکنڈ لیول) کی وجہ سے بہت چھوٹا ہوتا ہے۔ روشنی کی شدت بہت زیادہ ہے۔ اس صورت میں، لیزر پلس کی توانائی کو عمل کے نقطہ کے ارد گرد سفر کرنے کا وقت نہیں ہے، تاکہ روشنی کی نبض کی کارروائی یا پروسیسنگ بہت کم وقت میں ختم ہوجائے.
عمل کا یہ انتہائی مختصر وقت لیزر پلس کی توانائی کو فوٹان توانائی کے روایتی لکیری جذب کے بجائے بنیادی طور پر ایک غیر خطی جذب کے عمل کے ذریعے مواد کے ذریعے جذب کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ غیر لکیری جذب کی وجہ سے، لیزر پلس کی توانائی گرمی کی شکل میں مواد کے ذریعہ جمع نہیں ہوتی ہے اور اس وجہ سے پیدا ہونے والی حرارت تقریبا نہ ہونے کے برابر ہے۔
چونکہ بہت کم حرارت پیدا ہوتی ہے، اس لیے عمل میں آنے والے مواد کو عملی طور پر کوئی تھرمل نقصان نہیں ہوتا، جو فیمٹوسیکنڈ لیزر پروسیسنگ کا ایک بڑا فائدہ ہے۔ اس قسم کی پروسیسنگ گرمی کی منتقلی کے اثر سے بچتی ہے، جس کے نتیجے میں بہت زیادہ درستگی اور نتائج برآمد ہوتے ہیں۔
یہ خاص طور پر اس وجہ سے ہے کہ فیمٹوسیکنڈ لیزر پروسیسنگ ایک مقامی آئنائزیشن رجحان کو متحرک کرتی ہے جو ملٹی فوٹون جذب کے عمل سے شروع ہوتا ہے، جسے بعد میں آنے والے جھڑپوں جیسے برفانی تودے اور/یا ٹنلنگ آئنائزیشن سے مزید وسعت ملتی ہے۔
سیدھے الفاظ میں، جب کسی مواد کی اندرونی ساخت میں خلل پڑتا ہے اور وہ حالت میں ہوتا ہے، تو دوبارہ پیدا ہونے والے مادی مراحل کے لیے حالات پیدا کیے جاتے ہیں جو ان کے ابتدائی طور پر غیر مستحکم (شیشے یا غیر شیشے والے) ہم منصبوں کے مقابلے زیادہ مستحکم ہوتے ہیں۔
ٹیلورائٹ شیشے کے معاملے میں، فیمٹوسیکنڈ لیزر کے سامنے آنے پر اس کی ساخت بدل جاتی ہے، ٹیلوریم ایٹموں کے جھرمٹ پر مشتمل بیج بنتے ہیں اور آخر کار شیشے کا مرحلہ ٹوٹنے کے ساتھ ہی ٹیلورائٹ نانو کرسٹلز میں بڑھ جاتے ہیں۔
ابتدائی طور پر، مواد بجلی نہیں چلاتا ہے اور فوٹونز کو جمع کرنے سے قاصر ہے، لیکن ایک بار فیمٹوسیکنڈ لیزر کے ساتھ تبدیل ہونے کے بعد، اس کا مقامی رویہ بالکل مختلف ہوتا ہے۔
یہ بھی حیرت انگیز بات یہ ہے کہ اس کام کو گھڑنے کے لیے مختلف قسم کے مواد کی ضرورت نہیں ہے، بلکہ صرف لیزر کا استعمال کرتے ہوئے مقامی طور پر مواد کو تبدیل کیا جاتا ہے تاکہ تبدیل شدہ خطہ اصل مواد سے مختلف طریقے سے برتاؤ کرے۔ لیزر کے استعمال کی کم لاگت اور سادگی اسے کسی بھی قسم کے سبسٹریٹ کے سائز/سائز میں توسیع کے قابل بناتی ہے، صرف لیزر بیم کو مواد کی سطح پر سکین کر کے۔
تحقیق میں ابھی بھی مسائل موجود ہیں جن کو گہرائی میں سمجھنے کی ضرورت ہے، اور آلہ کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور تصور کو تجربات سے صنعتی لینڈنگ تک لے جانے کے لیے ابھی بھی ایک عمل باقی ہے۔
ایک بڑا چیلنج اس بات کو یقینی بنانا ہے کہ روشنی کو جذب کرنے والے بہتر علاقے بھی ایسے علاقے ہیں جو ننگی آنکھ سے نظر نہیں آتے ہیں تاکہ کھڑکی اپنی فعالیت کو برقرار رکھ سکے اور لوگوں کو شیشے کے ذریعے باہر کی طرف واضح طور پر دیکھنے کی اجازت دیتے ہوئے، شیشے کو جمالیاتی لحاظ سے برقرار رکھا جائے۔ خوش کن
تاہم، اس مرحلے پر، کچھ ممکنہ فوٹوونکس ایپلی کیشنز جن کے لیے کام کی ضرورت ہوتی ہے جیسے کہ مخصوص طول موج یا اسپیکٹرل رینج میں روشنی کی موجودگی کا پتہ لگانا اور اس کی مقدار درست کرنا، اس سے فائدہ اٹھانے میں کامیاب ہوئے ہیں۔
