आईआईटी-गुवाहाटी, कोलंबिया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने नैनो-पैटर्न बनाने के लिए ऑप्टिकल ड्राइविंग प्रक्रिया विकसित की

गुवाहाटी: भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान-गुवाहाटी (आईआईटी-गुवाहाटी) और यूएसए के कोलंबिया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक साधारण टेबल टॉप इंफ्रारेड (आईआर) लेजर का उपयोग करके नैनो-पैटर्निंग के लिए एक अभूतपूर्व विधि विकसित की है।

नैनो-पैटर्निंग में नैनो-मीटर पैमाने पर सामग्रियों पर पैटर्न बनाना शामिल है, जो एक मानव बाल की चौड़ाई से एक लाख गुना छोटा है।

यह तकनीक नैनो-स्केल्ड ऑप्टिकल तत्वों और पोलारिटोन कैविटी के निर्माण को सक्षम बनाती है, जो उन्नत प्रकाश डिटेक्टरों, सौर कोशिकाओं, लेजर और प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) जैसे उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण है।

पारंपरिक नैनोस्केल पैटर्निंग विधियों के लिए विशेष उपकरण और बुनियादी ढांचे की आवश्यकता होती है, जैसे इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी मशीनों के लिए साफ कमरे, या प्रत्यक्ष लेखन के कारण उच्च स्थानीय हीटिंग और प्लाज्मा से जुड़ी तकनीकें।

अधिक सुलभ और लागत प्रभावी विकल्प की तलाश में, बहु-संस्थागत टीम ने सामग्रियों में अनुनाद आवृत्ति सिद्धांत का लाभ उठाते हुए 'ऑप्टिकल ड्राइविंग' नामक एक कम कठिन प्रक्रिया को अपनाया।

इस तकनीक को नियोजित करके, जिसे 'अनज़िपिंग' कहा जाता है, शोधकर्ता एक आईआर लेजर का उपयोग करके हेक्सागोनल बोरान नाइट्राइड को तोड़ने में सक्षम थे, जिसके परिणामस्वरूप पूरे नमूने में परमाणु रूप से तेज रेखाएं बन गईं, जिनकी चौड़ाई केवल कुछ नैनो-मीटर थी।

7.3 माइक्रोमीटर पर लेजर तरंग दैर्ध्य ने स्वच्छ जाली तोड़ने की सुविधा प्रदान की, जिससे नियंत्रणीय नैनोस्ट्रक्चर प्राप्त हुए।

इसके बाद, वैज्ञानिकों ने दो समानांतर रेखाओं को 'अनज़िप' कर दिया, जिससे एक नैनो-आयामी गुहा का निर्माण हुआ, जो फोनन-पोलारिटोन, प्रकाश और कंपन की परस्पर क्रिया से बनने वाले अद्वितीय अर्ध-कणों को फंसाने में सक्षम है।

इन फंसे हुए कणों में प्रकाश को उप-नैनोमेट्रिक स्थानों में केंद्रित करने की क्षमता होती है, जो अत्यधिक संवेदनशील मध्य-अवरक्त संवेदन और स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए फायदेमंद हो सकता है।

इस सफलता के महत्व पर जोर देते हुए, आईआईटीजी में भौतिकी विभाग के सहायक प्रोफेसर, ऋषि मैती ने कहा, “ऑप्टिकल रूप से प्रेरित तनाव का उपयोग करने वाली यह नवीन नैनो-पैटर्निंग तकनीक नैनो विज्ञान और प्रौद्योगिकी में असंख्य संभावनाओं के द्वार खोलती है। इसकी सादगी और प्रभावशीलता विभिन्न उद्योगों में दूरगामी प्रभाव के साथ क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतीक है।

प्रोफेसर मैती ने इस सफलता के लिए विविध अनुप्रयोगों की परिकल्पना की है, जिसमें दो-आयामी (2डी) सामग्रियों पर इलेक्ट्रोड निर्माण के लिए हार्ड मास्क डिजाइन करना और क्वांटम प्रौद्योगिकियों के लिए ट्विस्टेड हेटरोस्ट्रक्चर (एक अर्धचालक संरचना जिसमें रासायनिक संरचना स्थिति के साथ बदलती है) बनाना शामिल है।