सार:
बफ़ेलो विश्वविद्यालय की एक टीम ने यह अनुमान लगाने के लिए प्रथम-सिद्धांत गणना का उपयोग किया कि लेजर प्रकाश का सामना करने पर हेक्सागोनल बोरान नाइट्राइड में विभिन्न परमाणु दोष किस प्रकार के ऑप्टिकल "फिंगरप्रिंट" उत्पन्न करेंगे। अध्ययन में दस प्रकार के दोषों का विश्लेषण किया गया, जिसमें बोरान या नाइट्रोजन परमाणु रिक्तियां, और बोरान और नाइट्रोजन पदों की जगह लेने वाले कार्बन परमाणुओं द्वारा गठित दोष संरचनाएं शामिल हैं, और पाया गया कि वे सामग्री द्वारा उत्पन्न प्रकाश संकेत की तीव्रता और ध्रुवीकरण विशेषताओं को बदल देंगे।
हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड एक द्वि-आयामी सामग्री है जिसने ध्यान आकर्षित किया है, जिसमें एक छत्ते की संरचना में व्यवस्थित बोरॉन और नाइट्रोजन परमाणु शामिल हैं। अनुसंधान से पता चलता है कि दोषों का सामग्री की सामान्य रैखिक ऑप्टिकल प्रतिक्रिया पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, लेकिन गैर-रेखीय ऑप्टिकल प्रभाव में काफी वृद्धि हो सकती है: कुछ संरचनाएं घटना लेजर को दो बार या तीन गुना आवृत्ति के साथ प्रकाश उत्पन्न करने की अनुमति दे सकती हैं। उनमें से, कार्बन परमाणु दोष परिसर के दूसरे हार्मोनिक सिग्नल को परिमाण के कई आदेशों द्वारा बढ़ाया जा सकता है, और सिग्नल ध्रुवीकरण दिशा के साथ बदलता है।
उम्मीद है कि इन अंतरों से शोधकर्ताओं को यह बताने में मदद मिलेगी कि दोषों में कौन से परमाणु हैं और वे कैसे व्यवस्थित हैं। भले ही दोष में एक ही प्रकार और संख्या में परमाणु हों, परिणामी ध्रुवीकरण स्पेक्ट्रम तब तक भिन्न हो सकता है जब तक कि ज्यामिति भिन्न हो। उदाहरण के लिए, अध्ययन द्वारा अनुरूपित दो चार-कार्बन व्यवस्थाओं में से एक से दोनों ध्रुवीकरण दिशाओं में एक मजबूत संकेत उत्पन्न करने की उम्मीद की गई थी, जबकि दूसरे को केवल एक दिशा में महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाया गया था। शोध दल ने कार्बन-डोप्ड बोरॉन नाइट्राइड नमूनों को भी मापा, और प्रयोगात्मक परिणामों ने गणना द्वारा अनुमानित रुझानों का गुणात्मक रूप से समर्थन किया; हालाँकि, इस कार्य ने अभी तक एक परिपक्व पहचान उपकरण का प्रदर्शन नहीं किया है जो एक-एक करके एकल परमाणु दोषों की पहचान कर सके।
कुछ हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड दोष एक समय में एक फोटॉन उत्सर्जित कर सकते हैं और क्वांटम संचार और उच्च-संवेदनशीलता सेंसिंग में उपयोग किए जाने की उम्मीद है। शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि इन ऑप्टिकल विशेषताओं का उपयोग क्वांटम प्रकाश उत्पन्न करने के लिए उपयुक्त दोषों को दूर करने और सामग्री में उनके स्थान को नियंत्रित करने के लिए किया जाएगा, जिससे अंततः कई सटीक रूप से व्यवस्थित क्वांटम प्रकाश स्रोतों से बनी एक सरणी तैयार होगी। प्रासंगिक शोध नैनो लेटर्स में प्रकाशित हुआ था। वर्तमान में, यह मुख्य रूप से दोषों की पहचान और डिजाइन के लिए सैद्धांतिक आधार प्रदान करता है। व्यावहारिक क्वांटम उपकरणों को अभी भी बाद के सत्यापन और इंजीनियरिंग विकास की आवश्यकता है।
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