تِڑکے ہوئے مائیکرو کرسٹل جو جُڑ جاندے نیں تے فیر روشنی قید کردے نیں

فوٹونک (photonic) آلے نِکے ہوندے جا رہے نیں: روشنی لے جاون والے گائیڈ، ایہنوں قید کرن والے ریزونیٹر (resonators)، لیزر۔ اوس پیمانے اُتے، اک خوردبینی تریڑ ای اوہناں نوں خراب کرن لئی کافی اے۔ لکھاری لکھدے نیں کہ نامیاتی (organic) آپٹیکل کرسٹلاں وچ تریڑاں کِداں بندیاں تے کِداں جُڑدیاں نیں، ایہہ حالے تیکر «بہت حد تیکر اَن کھوجیا» اے۔

اوہ کرسٹل جو اپنیاں تریڑاں آپ ٹھیک کر لیندے نیں، اوہناں دے لفظاں وچ، «اک ٹانواں تے کمال دا ورتارا» نیں۔ مقالے وچ دتیاں پہلاں دیاں مثالاں وچ سیندھا لون (rock salt)، پوٹاشیئم کلورائیڈ تے ایلومینا، تے کئی مالیکیولی کرسٹل شامل نیں۔ پر بہتے ملی میٹراں توں سینٹی میٹراں تیکر لمے سن، جنہاں نوں چمٹیاں تے سوئیاں نال سانبھیا جاندا سی۔ کجھ ہولی ہولی جُڑے: لگ بھگ 3 ملی میٹر لمے کرسٹل 24 گھنٹے دبائے جاون توں بعد صرف 6.7% بحال ہوئے۔ ہور کجھ، سوئی ورگے، ملی سیکنڈاں وچ مُڑ جُڑ گئے۔

ہتھوڑے وجوں خوردبین دی نوک

بھارت دی University of Hyderabad تے Central University of Karnataka دے Melchi Chosenyah، Rajadurai Chandrasekar تے ساتھی اوس پیمانے تیکر تھلے گئے جتھے کرسٹل آپٹیکل پرزیاں وجوں کم کردے نیں۔ اوہناں نے HDMAC ناں دا اک نامیاتی مرکب ورتیا، جو الٹرا وائلٹ روشنی ہیٹھ سنتری-لال چمکدا اے، تے ایہدی خارج ہوون والی روشنی دا مرکز 660 نینومیٹر اُتے اے۔ گھول بنا کے شیشے دی سلائیڈ اُتے تپکایا جاوے تے، ایہہ کجھ دہاکیاں مائیکرومیٹر چوڑے پتلے مربع تے مستطیل کرسٹل بناؤندا اے۔

اوہناں دا اوزار اک اٹامک فورس مائیکروسکوپ (atomic force microscope) دی کینٹی لیور (cantilever) نوک سی، جو کرسٹلاں نوں قابو وچ رکھے طریقیاں نال تِڑکاؤن لئی وی تے ٹکڑیاں نوں مُڑ اکٹھا دھکن لئی وی ورتی گئی۔ لکھاریاں نے اپنی بولی ہڈیاں دے ٹٹن توں اُدھار لئی: آڑیاں (transverse) تریڑاں کرسٹل دے آر پار جاندیاں نیں، لمیاں (longitudinal) ایہدے نال نال، ترچھیاں (oblique) اک کونے توں دوجے کونے ول؛ تے ایولشن (avulsion) اک نِکا ٹوٹا پاڑ کے وکھ کر دیندا اے۔

جُڑ جاون والے ٹکڑے

لگ بھگ 13.7 × 12.5 مائیکرومیٹر دے اک کرسٹل وچ، اک ترچھی تریڑ غائب ہو گئی جدوں کرسٹل دے پاسے نوں اندر ول دھکیا گیا۔ الیکٹران مائیکروسکوپ ہیٹھ، مرمت لگ بھگ بنا کسے جوڑ دے سی، بہت وڈا کر کے ویکھن اُتے صرف اک ہلکی جیہی لکیر سی۔ صرف اوہ تھاں جتھوں اک ٹوٹا پاٹ کے وکھ ہویا سی، اَن جُڑی رہی۔
لگ بھگ 20 مائیکرومیٹر لمے اک کرسٹل نوں دو وکھرے ٹکڑیاں وچ ونڈ دتا گیا۔ مُڑ سدھے کر کے تے اک دوجے نال دبا کے، اوہ اوسے ویلے جُڑ گئے۔ بعد وچ نوک نال دھکے جاون اُتے، کرسٹل اکو جسم وانگ ہلیا۔
کرسٹل دیاں دو وکھریاں سطحاں (planes) دے نال نال بنیاں تریڑاں، دوویں جُڑ گئیاں۔ جدوں ٹٹیاں سطحاں صاف رہیاں تے لگ بھگ سارے مائیکرو کرسٹل جُڑ گئے؛ ٹٹن والی تھاں اُتے ننھے ملبے دے کھلار نے جڑن وچ اڑچن پائی۔
اک وڈا، پَپڑی ورگا کرسٹل، اوسے مالیکیولی بناوٹ (molecular packing) والا، صاف تِڑکن دی تھاں ٹوٹے ٹوٹے ہو گیا، تے نہیں جُڑیا۔

کِنی روشنی پرتدی اے

لمے کرسٹل ویو گائیڈ (waveguides) وانگ کم کردے نیں: اک سرے اُتے نکلی روشنی دوجے سرے تیکر سفر کردی اے۔ 271 مائیکرومیٹر لمے اک کرسٹل وچ، ٹیم نے اک سرے اُتے 405 نینومیٹر دی لیزر سُٹی تے دوجے سرے اُتے گائیڈ ہو کے آئی چمک اکٹھی کیتی، تِڑکاؤن توں پہلاں تے جڑن توں بعد۔ دوہاں دے مقابلے نے لگ بھگ 80% دی «جڑن دی کارکردگی» (healing efficiency) دتی۔ اجیہے چھ کرسٹلاں وچ، ایہہ 32% توں 99% تیکر رہی۔ گھاٹا مرمت ہوئی تریڑ اُتے کھلری روشنی توں آیا، خاص کر کے اوتھے جتھے ٹوٹے غائب سن۔

مُڑ بحال ہویا ریزونیٹر

پتلے کرسٹل ریزونیٹر (resonators) وانگ وی کم کردے نیں: اوہناں دے اُتلے تے تھلے پاسے آئینیاں وانگ کم کردے نیں، ایس لئی اوہناں وچکار روشنی دے صرف کجھ خاص رنگ ای جمع ہوندے نیں۔ کرسٹل جِنا پتلا، ایہناں گونجاں وچکار وِتھ اونی ای ودھ۔ 31 × 28 مائیکرومیٹر تے 1.8 مائیکرومیٹر موٹے اک کرسٹل نے 17.8 نینومیٹر دی وِتھ والیاں گونجاں وکھائیاں۔

ٹیم نے ایہنوں وچکاروں لمے رخ تِڑکایا، دو ٹوٹے کیتے بنا۔ تریڑ اُتے، گونجاں بہت حد تیکر دب گئیاں۔ جڑن توں بعد، اوہ پرت آئیاں، تے سپیکٹرم اَن ٹٹے کرسٹل دے سپیکٹرم نال میل کھاندا سی۔ تہہ در تہہ، ہر 257 نینومیٹر اُتے، لئیاں گئیاں فلوریسینس (fluorescence) تصویراں نے صرف اُتلیاں تہاں وچ تریڑ دا ہلکا جیہا نشان وکھایا؛ لگ بھگ 770 نینومیٹر توں تھلے، اندرلا حصہ جُڑیا ہویا لگدا سی۔

جوڑ اُتے ودھ نرم

ہیرے دی اک نوک، اکو جِنی طاقت نال کرسٹل وچ دبائی گئی، تے اَن ٹٹے حصیاں وچ 95 نینومیٹر تے جُڑے ہوئے حصے وچ 115 نینومیٹر دھنسی۔ جُڑے ہوئے حصے دی اکڑ، یعنی ایہدا ینگ ماڈیولس (Young’s modulus)، 2.15 توں گھٹ کے 1.49 گیگا پاسکل رہ گئی، اصلی دا لگ بھگ دو تہائی، تے ایہدی سختی لگ بھگ ادھی رہ گئی۔ بوجھ ہٹاؤن اُتے ایہہ فیر وی کجھ حد تیکر اپنی پہلی شکل ول مُڑ آیا۔

ٹکڑیاں نوں کیہ جوڑ کے رکھدا اے؟ مالیکیولاں وچکار قوتاں دے حساب جڑن والیاں دو سطحاں دے نال نال کھچ دیاں لگاتار کڑیاں ول اشارہ کردے نیں: مالیکیولاں وچکار ہائیڈروجن بانڈ (hydrogen bonds) تے گوانڈھی تہاں وچکار ڈائی پول (dipole) کھچ، جنہاں نوں لکھاری چلاؤن والیاں قوتاں وچوں اک سمجھدے نیں۔

لکھاری زور دیندے نیں کہ کوئی اکو عدد جڑن دی کارکردگی نوں پوری طرحاں نہیں دسدا: کرسٹل دا آکار، تریڑ دی قسم، تے ٹکڑے کِنی چنگی طرحاں مُڑ سدھے کیتے گئے، ایہہ سب نتیجہ بدلدے نیں۔ اوہناں دا مقصد اجیہے آپٹیکل پرزے نیں جو نقصان جھل جان — چمکدے کرسٹل جو، اک واری ٹٹ جاون تے، مُڑ کم اُتے لائے جا سکن۔