एक आणविक स्वीच बनाया, जिसका उपयोग बहुआयामी

• प्रयोग सफल लेकिन अभी काफी समय लगेगा

• लेजर किरणों पर आधारित था यह अनुसंधान

• हर इलेक्ट्रानिक उपकरणों का आकार छोटा करेगा

राष्ट्रीय खबर

रांचीः पहली बार टोक्यो विश्वविद्यालय एवं  शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने एक ट्रांजिस्टर के समान एक स्विच का प्रदर्शन किया है, जो फुलेरीन नामक एकल अणु से बना है।

सावधानी से ट्यून की गई लेजर पल्स का उपयोग करके, शोधकर्ता आने वाले इलेक्ट्रॉन के पथ को अनुमानित तरीके से बदलने के लिए फुलेरीन का उपयोग करने में सक्षम हैं।

उपयोग की गई लेजर संकेतों के आधार पर, यह स्विचिंग प्रक्रिया माइक्रोचिप्स में स्विच की तुलना में तीव्रता के तीन से छह गुणा तेज हो सकती है। एक नेटवर्क में फुलेरीन स्विच इलेक्ट्रॉनिक ट्रांजिस्टर के साथ जितना संभव हो उससे परे एक कंप्यूटर का उत्पादन कर सकते हैं, और वे सूक्ष्म इमेजिंग उपकरणों में अभूतपूर्व स्तर के रिज़ॉल्यूशन भी पैदा कर सकते हैं।

सैद्धांतिक तौर पर कई अल्ट्राफास्ट इलेक्ट्रॉन स्विच को एक एकल अणु में जोड़ा जा सकता है, यह कम्प्यूटेशनल कार्यों को पारंपरिक माइक्रोचिप्स की तुलना में बहुत तेजी से करने के लिए केवल फुलेरीन स्विच का एक छोटा नेटवर्क लेगा।

लेकिन इस चुनौती को दूर करने के लिए कई बाधाएं हैं, जैसे कि लेजर के प्रयोग को कम कैसे किया जाए। यह ऐसे किसी नये स्विच को बनाने तथा उसके एक नये प्रकार की एकीकृत सर्किट को बनाने के लिए आवश्यक होगा। इसलिए, हमें फुलेरीन स्विच-आधारित स्मार्टफोन देखने में अभी भी कई साल लग सकते हैं।

वैसे यह स्पष्ट है कि इस प्रयोग के सफल होने के साथ साथ यह उम्मीद की जा सकती है कि आने वाले काल में इलेक्ट्रानिक उपकरणों के आकार छोटे होंगे लेकिन उनकी कार्यकुशलता और अधिक हो जाएगी।

आज से करीब 70 साल पहले, भौतिकविदों ने पाया कि अणु विद्युत क्षेत्रों की उपस्थिति में इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करते हैं। इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन ने ऐसे पैटर्न बनाए जो जिज्ञासा को लुभाते थे लेकिन वैज्ञानिक व्याख्या से दूर थे।

इस प्रोजेक्ट के शोधकर्ता हिरोफुमी यानागिसावा और उनकी टीम ने सिद्धांत दिया कि विशिष्ट प्रकार के लेजर प्रकाश के संपर्क में आने पर फुलेरीन के उत्तेजित अणुओं से इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन कैसे व्यवहार करना चाहिए, और उनका आकलन परीक्षण करते समय पाया कि वे सही पाये गये थे।

यानागिसावा ने कहा कि हम यहां क्या करने में कामयाब रहे हैं, जिस तरह से एक अणु लाल लेजर प्रकाश की एक बहुत ही छोटी स्पंदन का उपयोग करके आने वाले इलेक्ट्रॉन के पथ को नियंत्रित करता है। प्रकाश की इसी तकनीक के आधार पर, इलेक्ट्रॉन या तो अपने स्थापित दिशा पर पर रह सकता है या उसे पुनर्निर्देशित किया जा सकता है।

इसलिए, यह ट्रेन ट्रैक पर स्विचिंग पॉइंट्स या इलेक्ट्रॉनिक ट्रांजिस्टर की तरह है लेकिन इसके काम करने की गति बहुत तेज है। परीक्षण सफल होने के बाद शोध दल को लगता है कि वे पारंपरिक ट्रांजिस्टर की तुलना में 1 मिलियन गुना तेजी से स्विचिंग गति प्राप्त कर सकते हैं।

कंप्यूटिंग की दुनिया में इतनी तेज गति सब कुछ को बदल देगी क्योंकि फुलेरीन अणु को एक ही समय में कई तरीकों से स्विच करने के लिए लेज़र को ट्यून कर सकते हैं समय, यह एक अणु में कई सूक्ष्म ट्रांजिस्टर होने जैसा हो सकता है। यह किसी प्रणाली के भौतिक आकार को बढ़ाए बिना उसके काम करने की क्षमता को बढ़ा सकता है।

स्विच में अंतर्निहित फुलेरीन अणु शायद थोड़ा अधिक प्रसिद्ध कार्बन नैनोट्यूब से संबंधित है, हालांकि एक ट्यूब के बजाय, फुलेरीन कार्बन परमाणुओं का एक गोला है। इसे इस तरीके से सजाया गया था कि फुलेरीन एक निश्चित तरीके से उन्मुख होता है ताकि वे इलेक्ट्रॉनों को अनुमानित रूप से निर्देशित कर सकें।

बहुत ही कम समय में यह इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन को ट्रिगर करने के लिए फुलेरीन अणुओं पर केंद्रित होते हैं। यह पहली बार है जब किसी अणु से इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन को इस तरह नियंत्रित करने के लिए लेजर प्रकाश का उपयोग किया गया है।

यानागिसावा ने कहा कि यह तकनीक उसी तरह है जैसे एक फोटोइलेक्ट्रॉन उत्सर्जन माइक्रोस्कोप छवियों का उत्पादन करता है। हालांकि, वे लगभग 10 नैनोमीटर, या एक मीटर के दस-बिलियनवें हिस्से में संकल्प प्राप्त कर सकते हैं। हमारा फुलेरीन स्विच इसे बढ़ाता है और लगभग 300 पिकोमीटर, या एक मीटर के तीन-सौ-ट्रिलियनवें के स्तर पर काम करता है। इससे इसके छोटे आकार की कल्पना की जा सकती है।