حال ہی میں، سٹیٹ کی لیبارٹری آف اسٹرانگ فیلڈ لیزر فزکس، شنگھائی انسٹی ٹیوٹ آف آپٹیکل پریسجن اینڈ مکینیکل ریسرچ (SIPMR)، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز (CAS) کی ایک ریسرچ ٹیم نے یکساں ترتیب ہارمونکس کی فریکوئنسی شفٹ میں پیش رفت کی ہے۔ monolayer MoS2 مضبوط فیلڈ لیزر کے ذریعہ کارفرما ہے۔ نتائج آپٹکس ایکسپریس میں "monolayer MoS2 میں ایون آرڈر ہائی ہارمونک جنریشن کی فریکوئنسی شفٹ" کے عنوان سے شائع کیے گئے ہیں۔
ٹھوس مواد میں ہائی ہارمونک ریڈی ایشن مادے کی بنیادی خصوصیات کی جانچ کے لیے ایک اہم سپیکٹروسکوپک تکنیک ہے، اور کرسٹل کے انرجی بینڈ ڈھانچے کی تشکیل نو، بیری کے گھماؤ کی جانچ، اور ٹاپولوجیکل فیز ٹرانزیشن کا پتہ لگانے کے لیے کامیابی کے ساتھ استعمال کیا گیا ہے۔ حالیہ برسوں میں، دو جہتی پرتوں والے مواد نے بہت زیادہ توجہ حاصل کی ہے، جس سے اعلی ہارمونک نسل کے مزید مطالعے کے نئے مواقع مل رہے ہیں۔ چونکہ مواد صرف ایک یا چند ایٹم پرتیں موٹی ہوتی ہیں، اس لیے ان کے مقامی پیمانے ڈرائیونگ لیزر کی طول موج سے بہت چھوٹے ہوتے ہیں، جس سے نان لائنر ٹرانسمیشن کے اثرات سے مؤثر طریقے سے بچنے کا فائدہ ہوتا ہے، اس طرح وہ لیزر فیلڈ کا مطالعہ کرنے کے لیے مثالی مواد بناتے ہیں۔ چلنے والی الٹرا فاسٹ حرکیات۔ ان میں سے، monolayer molybdenum disulfide (MoS2) نے اپنی غیر سنٹروسیمیٹریک ساخت اور نمایاں نان لائنیرٹی کی وجہ سے محققین کی بہت زیادہ توجہ مبذول کرائی ہے۔ موجودہ ریسرچ ٹیم [آپٹ۔ Express 29, 4830 (2021)] نے MoS2 کے HHG سپیکٹرا میں مشاہدہ کیا کہ حتی ہارمونکس غیر معمولی اضافہ کی نمائش کرتے ہیں اور اسے بیری رابطہ کنٹرول کے مختلف نصف ہفتوں کے دوران اسپیکٹرل مداخلتوں سے منسوب کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، کوانٹم ٹریجیکٹری تجزیہ سے پتہ چلتا ہے کہ لیپٹونک ڈوپول مومینٹ فیز اور بیری رابطہ جاری ہونے والے فوٹونز کی توانائی اور رفتار کو ماڈیول کرتے ہیں، لیکن ابھی تک کسی تجرباتی مشاہدے نے اس کی تصدیق نہیں کی ہے۔
ٹیم نے ہائی آرڈر ہارمونک سپیکٹرا تیار کرنے کے لیے monolayer MoS2 کو اکسانے کے لیے لیبارٹری میں بنایا ہوا درمیانی انفراریڈ لیزر لائٹ سورس کا استعمال کیا، اور پتہ چلا کہ جب لیزر پولرائزیشن کو آرم چیئر کی سمت کے ساتھ چلاتے ہوئے، ایون آرڈر ہارمونکس کی سینٹر فریکوئنسی نمایاں طور پر منتقل ہو جاتی ہے۔ ، اور فریکوئنسی شفٹ ہارمونک انرجی monolayer MoS2 بینڈ گیپ انرجی کے قریب ہے۔ اس کے علاوہ، ہمسایہ لیولز کے ایون ہارمونکس کی فریکوئنسی شفٹ مخالف سمت میں پائی جاتی ہے، یعنی چھٹا ہارمونک ریڈ شفٹ ہوتا ہے جبکہ آٹھواں ہارمونک بلیو شفٹ ہوتا ہے۔ سیمی کنڈکٹر بلوچ مساوات اور الیکٹران مدار سیڈل پوائنٹ کیلکولیشن کی بنیاد پر، تحقیقی ٹیم نے فریکوئنسی شفٹ جنریشن کے مائیکرو فزیکل میکانزم کا کامیابی سے انکشاف کیا، اس بات کی تصدیق کی کہ ایون ہارمونکس کا فریکوئنسی شفٹ رجحان بنیادی طور پر انٹر بینڈ پولرائزیشن کے عمل سے آتا ہے۔ نظریاتی تجزیہ مزید ظاہر کرتا ہے کہ جمپ ڈوپول لمحے کا مرحلہ اور بیلی رابطہ مشترکہ طور پر الیکٹران ہول پیئر کمپوزٹ کے لمحے اور رفتار کو ماڈیول کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں ملحقہ نصف سائیکل میں جاری ہونے والے فوٹون کی فریکوئنسی میں تبدیلی آتی ہے۔ بدلے میں مختلف ہارمونک لیولز کے سینٹر فریکوئنسیوں کو تبدیل کرتا ہے، اور بالآخر MoS2 سپیکٹرم کی چھ سرخ شفٹوں اور آٹھ نیلی شفٹوں کو آمادہ کرتا ہے۔ اس تحقیقی کام سے پتہ چلتا ہے کہ جمپ ڈوپول مومنٹ اور بیری رابطہ کا مرحلہ غیر سینٹروسمیٹریک مواد کے مضبوط فیلڈ آپٹیکل ردعمل میں اہم کردار رکھتا ہے، جو غیر سینٹروسمیٹریک مواد میں الٹرا فاسٹ کیریئر ڈائنامکس کی بنیادی تفہیم میں حصہ ڈالتا ہے۔
تصویر 1. مصنوعی اعلی ہارمونک سپیکٹرا تجرباتی مشاہدات کو دوبارہ پیش کرتا ہے۔
تصویر 2. (a) انٹر بینڈ سپیکٹرا کی مختلف سطحوں کی فریکوئنسی شفٹ، (b) کرسٹل ایزیمتھ کے ساتھ ہارمونک فریکوئنسی شفٹ کا انحصار۔
