Polaritonics
پولاریٹونکس فوٹوونکس اور ذیلی مائکروویو الیکٹرانکس کے درمیان ایک درمیانی نظام ہے (شکل دیکھیں۔ 1)۔ اس نظام میں، اشاروں کو برقی مقناطیسی اور جالی کمپن لہروں کے مرکب کے ذریعے لے جایا جاتا ہے جسے کرنٹ یا فوٹون کے بجائے فونون پولرائٹن کہا جاتا ہے۔ چونکہ فونون-پولرائٹن سینکڑوں گیگا ہرٹز سے لے کر کئی ٹیرا ہرٹز تک تعدد کے ساتھ پھیلتے ہیں، اس لیے پولرائٹنکس الیکٹرانکس اور فوٹوونکس کے درمیان فرق کو ختم کرتا ہے۔ پولرٹونکس کے لیے ایک زبردست محرک تیز رفتار سگنل پروسیسنگ اور لکیری اور غیر لکیری ٹیرا ہرٹز سپیکٹروسکوپی کی مانگ ہے۔ پولاریٹونکس کے الیکٹرانکس، فوٹوونکس اور روایتی ٹیرا ہرٹز سپیکٹروسکوپی کے مقابلے میں الگ فوائد ہیں کیونکہ یہ ایک مکمل مربوط پلیٹ فارم کی صلاحیت پیش کرتا ہے جو ٹیرا ہرٹز لہر کی پیداوار، رہنمائی، ہیرا پھیری اور ایک ہی طرز کے مواد میں ریڈ آؤٹ کی حمایت کرتا ہے۔ پولاریٹونکس، جیسے الیکٹرانکس اور فوٹوونکس، کے لیے تین عناصر کی ضرورت ہوتی ہے: مضبوط لہر کی پیداوار، پتہ لگانا، اور رہنمائی اور کنٹرول۔ ان تینوں کے بغیر، پولرٹونکس کو صرف فونون-پولرٹن تک محدود کر دیا جائے گا، جس طرح الیکٹرانکس اور فوٹوونکس کو صرف برقی مقناطیسی تابکاری تک محدود کر دیا جائے گا۔ ان تینوں عناصر کو الیکٹرانکس اور فوٹوونکس کی طرح ڈیوائس کی فعالیت کو فعال کرنے کے لیے جوڑا جا سکتا ہے۔ مثال پولرٹونک آلات کی فعالیت کی وضاحت کے لیے، شکل میں فرضی سرکٹ پر غور کریں۔ 2 (دائیں)۔ آپٹیکل ایکسائٹیشن پلسز جو کرسٹل کے اوپری بائیں اور نیچے دائیں طرف فونون پولرائٹن پیدا کرتی ہیں، کرسٹل فیس (صفحہ میں) میں نارمل داخل ہوتی ہیں۔ نتیجے میں آنے والے فونون-پولرائٹن محرک علاقوں سے بالائی طور پر دور سفر کریں گے۔ ویو گائیڈز میں داخلے کو عکاسی اور توجہ مرکوز کرنے والے ڈھانچوں کے ذریعے سہولت فراہم کی جاتی ہے۔ فونون-پولرائٹنز کو کرسٹل میں کندہ شدہ ٹیرا ہرٹز ویو گائیڈز کے ذریعے سرکٹ کے ذریعے رہنمائی فراہم کی جاتی ہے۔ سرکٹ کی فعالیت سب سے اوپر انٹرفیرومیٹر ڈھانچے اور سرکٹ کے نچلے حصے میں جوڑے ہوئے ویو گائیڈ ڈھانچے میں رہتی ہے۔ مؤخر الذکر ایک فوٹوونک بینڈ گیپ ڈھانچے کو ایک عیب (پیلا) کے ساتھ استعمال کرتا ہے جو جوڑے ہوئے ویو گائیڈ کے لیے بسٹ ایبلٹی فراہم کر سکتا ہے۔ فیرو الیکٹرک کرسٹل میں پیدا ہونے والے ویوفارم جنریشن فونون پولرائٹن فیرو الیکٹرک کرسٹل کے اعلی ڈائی الیکٹرک مستقل کی وجہ سے تقریبا پس منظر میں ایکسائٹیشن پلس میں پھیلتے ہیں، جس سے انہیں پیدا کرنے والی ایکسائٹیشن دالوں سے فونون پولرائٹن کی آسان علیحدگی میں آسانی ہوتی ہے۔ لہذا فونون پولرائٹن براہ راست مشاہدے کے ساتھ ساتھ مربوط ہیرا پھیری کے لیے دستیاب ہیں، کیونکہ وہ جوش و خروش کے علاقے سے کرسٹل کے دوسرے حصوں میں منتقل ہوتے ہیں۔ ایک پولرٹونک پلیٹ فارم کے لیے لیٹرل پروپیگنڈہ سب سے اہم ہے جس میں نسل اور پھیلاؤ ایک ہی کرسٹل میں ہوتا ہے۔ چیرنکوو-تابکاری جیسے ٹیرا ہرٹز لہر کے ردعمل کا مکمل علاج ظاہر کرتا ہے کہ عام طور پر، آگے بڑھنے کا ایک جزو بھی ہوتا ہے جس پر بہت سے معاملات میں غور کیا جانا چاہیے۔ سگنل کا پتہ لگانا فونون-پولرائٹن کے پھیلاؤ کا براہ راست مشاہدہ حقیقی خلائی امیجنگ کے ذریعے ممکن بنایا گیا تھا، جس میں فونون-پولرائٹن کے مقامی اور عارضی پروفائلز کو ٹالبوٹ مرحلے سے طول و عرض میں تبدیلی کا استعمال کرتے ہوئے سی سی ڈی کیمرے پر امیج کیا جاتا ہے۔ یہ اپنے آپ میں ایک غیر معمولی پیش رفت تھی۔ یہ پہلا موقع تھا جب برقی مقناطیسی لہروں کی براہ راست تصویر کشی کی گئی تھی، جو تالاب میں لہروں کی طرح دکھائی دیتی تھی جب کوئی چٹان پانی کی سطح سے گرتی ہے (شکل دیکھیں۔ 3)۔ پولرٹونکس میں ریئل اسپیس امیجنگ ترجیحی پتہ لگانے کی تکنیک ہے، حالانکہ دیگر زیادہ روایتی تکنیکیں جیسے آپٹیکل کیر گیٹنگ، ٹائم ریزولیوڈ ڈفریکشن، انٹرفیرومیٹرک پروبنگ، اور ٹیرا ہرٹز فیلڈ انڈیوسڈ سیکنڈ ہارمونک جنریشن کچھ ایپلی کیشنز میں مفید ہیں جہاں ریئل اسپیس امیجنگ آسانی سے استعمال نہیں کی جاتی ہے۔ مثال کے طور پر، چند دسیوں مائکرو میٹر کی ترتیب پر خصوصیت کے سائز والے نمونوں والے مواد امیجنگ لائٹ کے پرجیوی بکھرنے کا سبب بنتے ہیں۔ فونون پولرٹن کا پتہ لگانا تب ہی ممکن ہے جب ایک زیادہ روایتی تحقیقات کو، جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، کرسٹل کے بے عیب علاقے میں مرکوز کیا جائے۔ رہنمائی اور کنٹرول پولرٹونکس کے لیے ضروری آخری عنصر رہنمائی اور کنٹرول ہے۔ کرسٹل طیارہ کے متوازی مکمل پس منظر کا پھیلاؤ فونون-پولرائٹن طول موج کی ترتیب پر موٹائی کے کرسٹل میں فونون-پولرائٹن پیدا کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔ یہ پھیلاؤ کو ایک یا زیادہ دستیاب سلیب ویو گائیڈ طریقوں میں ہونے پر مجبور کرتا ہے۔ تاہم، ان طریقوں میں پھیلاؤ بلک پروپیگنڈیشن سے یکسر مختلف ہو سکتا ہے، اور اس سے فائدہ اٹھانے کے لیے، پھیلاؤ کو سمجھنا ضروری ہے۔ فونون-پولرائٹن پھیلاؤ کا کنٹرول اور رہنمائی گائیڈڈ ویو، ریفلیکٹیو، ڈفریکٹیو، اور ڈسپرسیو عناصر کے ساتھ ساتھ فوٹوونک اور موثر انڈیکس کرسٹل کے ذریعے بھی حاصل کی جا سکتی ہے جنہیں براہ راست میزبان کرسٹل میں ضم کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، لتیم نیوبیٹ، لتیم ٹینٹالیٹ، اور دیگر پیرووسکیٹس مادی پیٹرننگ کی معیاری تکنیکوں کے لیے ناقابل تسخیر ہیں۔ در حقیقت، واحد ایچنٹ جو معمولی طور پر بھی کامیاب ہونے کے لیے جانا جاتا ہے وہ ہائیڈرو فلورک ایسڈ (ایچ ایف) ہے، جو آہستہ آہستہ اور بنیادی طور پر کرسٹل آپٹک محور کی سمت میں ہوتا ہے۔ لیزر مائکرو مشیننگ فیمٹو سیکنڈ لیزر مائکرو مشیننگ کا استعمال 'ہوا' کے سوراخوں اور/یا گرت کو فیموٹی سیکنڈ لیزر بیم کے فوکس ریجن کے ذریعے ہدایت دے کر فیرو الیکٹرک کرسٹل میں گھس کر ڈیوائس بنانے کے لیے کیا جاتا ہے۔ ۔ مواد کی ایک وسیع رینج کے لیے فیمٹوسیکنڈ لیزر مائکرو مشیننگ کے فوائد کو اچھی طرح سے دستاویزی کیا گیا ہے۔ مختصرا، ملٹی فوٹون ایکسائٹیشن کے ذریعے بیم فوکس کے اندر آزاد الیکٹران پیدا ہوتے ہیں۔ چونکہ فیمیٹو سیکنڈ لیزر پلس کی چوٹی کی شدت طویل پلس یا مسلسل لہر لیزرز سے زیادہ شدت کی ہوتی ہے، اس لیے الیکٹرانوں کو تیزی سے پرجوش کیا جاتا ہے، کوانٹم پلازما بنانے کے لیے گرم کیا جاتا ہے۔ خاص طور پر ڈائی الیکٹرک مواد میں، باقی جالی آئنوں کے پلازما سے پیدا ہونے والے الیکٹروسٹیٹک عدم استحکام کے نتیجے میں ان آئنوں کا اخراج ہوتا ہے اور اس وجہ سے مواد کا اخراج ہوتا ہے، جس سے لیزر فوکس کے علاقے میں مواد خالی ہوجاتا ہے۔ نیز، چونکہ نبض کی مدت اور ابلیشن ٹائم اسکیل تھرملائزیشن کے وقت سے کہیں زیادہ تیز ہیں، اس لیے فیمٹوسیکنڈ لیزر مائکرو مشیننگ گرمی سے متاثرہ زون کے منفی اثرات کا شکار نہیں ہوتی، جیسے مطلوبہ نقصان والے علاقے کے پڑوسی علاقوں میں کریکنگ اور پگھلنا۔ الیکٹرانکس فوٹوونکس پولرٹن اسپنٹرونکس پولرٹن لیزر بیرونی حوالہ جات ڈیوڈ ڈبلیو وارڈ: پولرٹنکس: الیکٹرانکس اور فوٹوونکس کے درمیان ایک انٹرمیڈیٹ حکومت، پی ایچ ڈی تھیسس، میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی، 2005 بھی دیکھیں۔ یہ اس مضمون کا بنیادی حوالہ ہے۔ بیرونی روابط ایم آئی ٹی میں تحقیقی گروپ جس نے پولرٹونکس ایجاد کیا۔ حوالہ جات فوٹوونکس نینو الیکٹرانکس سالڈ اسٹیٹ انجینئرنگ