शोधकर्ताओं द्वारा विकसित थर्मल स्थिरता और ऑप्टिकल शुद्धता के साथ एक नरम ट्यून करने योग्य फोटोनिक क्रिस्टल जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम में ज्वलंत रंगों को दर्शाता है, में अधिक टिकाऊ और बेहतर परावर्तक डिस्प्ले और लेजर डिवाइस बनाने में संभावित अनुप्रयोग हैं।
फोटोनिक क्रिस्टल ऑप्टिकल नैनोस्ट्रक्चर एस होते हैं जिसमें अपवर्तक सूचकांक समय-समय पर बदलता रहता है। यह प्रकाश के प्रसार को उसी तरह प्रभावित करता है जैसे प्राकृतिक क्रिस्टल की संरचना एक्स-रे विवर्तन को जन्म देती है और अर्धचालकों के परमाणु जाल (क्रिस्टल संरचना) इलेक्ट्रॉनों की उनकी चालकता को प्रभावित करते हैं । फोटोनिक क्रिस्टल प्रकृति में संरचनात्मक रंगाई और पशु परावर्तकों के रूप में होते हैं। प्रकृति में पाए जाने वाले उदाहरणों में ओपल, तितली के पंख, मोर के पंख आदि शामिल हैं, जो अलग-अलग इंद्रधनुषी रंगों का प्रदर्शन करते हैं।
जब कृत्रिम रूप से प्रयोगशालाओं में उत्पादित या इंजीनियर किया जाता है, तो फोटोनिक क्रिस्टल प्रतिबिंब कोटिंग्स से ऑप्टिकल कंप्यूटरों तक के अनुप्रयोगों की एक श्रृंखला में उपयोगी होने का वादा करते हैं। वे पीसी को दृश्यमान वर्णक्रमीय व्यवस्था में संरचनात्मक रंगों को प्रदर्शित करने में सक्षम बनाते हैं। जब से शोधकर्ताओं ने सीखा है कि फोटोनिक क्रिस्टल को कैसे गढ़ना है, वे इन-सीटू पोस्ट-फैब्रिकेशन के गुणों को ट्यून करने के लिए निरंतर तलाश में हैं। बाहरी उत्तेजनाओं के जवाब में स्व-संगठन, चरण संक्रमण और आणविक अभिविन्यास व्यवहार प्रदर्शित करने वाली तरल क्रिस्टलीय (एलसी) सामग्री उन्नत फोटोनिक सामग्री और उपकरणों के ट्यूनिंग के लिए महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित कर रही है।
ब्लू चरण (बीपी), तरल क्रिस्टल का एक अनूठा थर्मोडायनामिक चरण, एक क्यूबिक जाली संरचना और तरलता के संयोजन के आधार पर एक 3डी फोटोनिक क्रिस्टल है। कुछ सौ नैनोमीटर की जालक दूरी के साथ, घन बीपी दृश्यमान स्पेक्ट्रम में रंगों के चयनात्मक प्रतिबिंब को प्रदर्शित करता है। बीपी की नरम उत्तेजना प्रतिक्रिया के कारण, फोटोनिक बैंक गैप (पीबीजी) (घटना जो कुछ आवृत्तियों या तरंग दैर्ध्य के प्रकाश को सामग्री के भीतर एक, दो, या किसी भी संख्या में ध्रुवीकरण दिशाओं में फैलने से रोकती है) को अपेक्षाकृत कम के साथ कुशलता से ट्यून किया जा सकता है। -परिमाण थर्मल, बिजली और ऑप्टिकल क्षेत्र।
हालांकि, बीपी की कमियों को देखते हुए उपकरणों का निर्माण अभी भी एक चुनौती है, जिससे परिचालन संबंधी कठिनाइयां पैदा होती हैं। कम तापीय स्थिरता और पॉलीक्रिस्टलाइन प्रकृति उपकरण अनुप्रयोगों के लिए एक बड़े क्षेत्र में चमकीले रंग प्राप्त करने की सीमा।
विभाग और विज्ञान और प्रौद्योगिकी (डीएसटी) के एक स्वायत्त संस्थान, सेंटर फॉर नैनो एंड सॉफ्ट साइंसेज (सीईएनएस) की एक शोध टीम ने इन दो चुनौतियों को ठीक से पार कर लिया है और एक बीपी प्रणाली विकसित की है जो उच्च ऑप्टिकल शुद्धता के साथ दृश्यमान स्पेक्ट्रम में संचालित होती है।
जवाहरलाल नेहरू सेंटर फॉर एडवांस्ड साइंटिफिक रिसर्च, बेंगलुरु के निदेशक प्रो. जीयू कुलकर्णी द्वारा विकसित एक आसान तकनीक का उपयोग करके तैयार किए गए ग्राफीन सबस्ट्रेट्स की एक जोड़ी के बीच बीपी को सीमित करके डॉ. गीता नायर के नेतृत्व वाली टीम ने यह उपलब्धि हासिल की है। समूह, इस काम के सहयोगी। ग्राफीन और लिक्विड क्रिस्टल अणुओं के कार्बन परमाणुओं की हेक्सागोनल 2-डी व्यवस्था के बीच गैर-सहसंयोजक संपर्क और बेहतर वेटेबिलिटी ने थर्मल स्थिरता और ऑप्टिकल शुद्धता में सुधार करने में मदद की।
काम का महत्व इस तथ्य में निहित है कि बीपी के ऑप्टिकल और थर्मल गुणों में देखी गई वृद्धि को बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों के लिए प्रक्रिया को अत्यधिक उपयुक्त बनाने वाली एक आसान-निर्मित लागत प्रभावी तकनीक का उपयोग करके प्राप्त किया गया है। सिस्टम में यूवी-लाइट-सेंसिटिव डाई को शामिल करके रंगों की ट्यूनेबिलिटी का एक अतिरिक्त आयाम जोड़ा जाता है। सुश्री नूरजहाँ खातून, पीएच.डी. परियोजना पर काम करने वाले छात्र कहते हैं, “प्रयोगशाला स्तर पर विकसित प्रोटोटाइप डिवाइस कमरे के तापमान पर छह महीने से अधिक समय तक स्थिर पाया जाता है।