सार:
अमेरिकी ऊर्जा विभाग के ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी (ओआरएनएल) की एक शोध टीम ने घोषणा की कि उन्होंने सामग्री की रासायनिक संरचना को बदले बिना चुंबकत्व को नियंत्रित करने का एक नया तरीका खोजा है। अनुसंधान से पता चला है कि केवल मामूली यांत्रिक तनाव लागू करके, कुछ क्रिस्टलीय सामग्रियों के अंदर चुंबकीय संरचना को बदलना और उनके इलेक्ट्रॉन परिवहन गुणों को और प्रभावित करना संभव है। इस खोज से अगली पीढ़ी के स्पिंट्रोनिक्स उपकरणों के विकास के लिए नए तकनीकी रास्ते खुलने की उम्मीद है।
शोधकर्ताओं ने एक नए प्रकार के चुंबकीय पदार्थ पर ध्यान केंद्रित किया है जिसे "वैकल्पिक चुंबक" कहा जाता है। इस प्रकार की सामग्री अपने अद्वितीय चुंबकीय गुणों और इलेक्ट्रॉनिक विशेषताओं के कारण हाल के वर्षों में उन्नत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के अनुसंधान में एक महत्वपूर्ण दिशा बन गई है। अनुसंधान दल ने परमाणु पैमाने से सामग्रियों का निरीक्षण करने के लिए न्यूट्रॉन बीम का उपयोग किया और पाया कि यांत्रिक तनाव सामग्री में चुंबकीय क्रम संरचना को फिर से समायोजित कर सकता है और इलेक्ट्रॉन परिवहन से संबंधित विद्युत प्रतिक्रिया को बदल सकता है।
प्रासंगिक शोध परिणाम दो अकादमिक पत्रिकाओं, “फिजिकल रिव्यू एक्स” और “एडवांस्ड मैटेरियल्स” में प्रकाशित हुए थे। निष्कर्षों से पता चलता है कि भौतिक रूप से सामग्री पर तनाव लागू करना भविष्य में चुंबकत्व को नियंत्रित करने का एक नया तरीका हो सकता है, गुणों को समायोजित करने के लिए सामग्री की रासायनिक संरचना को डोप करने या बदलने की आवश्यकता के बिना।
प्रयोग के दौरान, शोधकर्ताओं ने दो टाइटेनियम प्लेटों के बीच मैंगनीज टेलुराइड और आयरन सल्फाइड के छोटे क्रिस्टल को सैंडविच किया और यांत्रिक दबाव लगाया। फिर उन्होंने सामग्री की आंतरिक चुंबकीय डोमेन संरचना पर तनाव के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए न्यूट्रॉन विवर्तन प्रयोगों का संचालन करने के लिए ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी में स्पैलेशन न्यूट्रॉन स्रोत द्वारा उत्पादित न्यूट्रॉन बीम का उपयोग किया।
प्रायोगिक परिणाम बताते हैं कि थोड़ा सा निचोड़ने से विभिन्न चुंबकीय डोमेन द्वारा व्याप्त सापेक्ष अनुपात बदल जाता है। चुंबकीय डोमेन सामग्री के भीतर विभिन्न चुंबकीय क्रम दिशाओं वाले क्षेत्र हैं, और उनके वितरण में परिवर्तन सीधे सामग्री के समग्र चुंबकीय प्रदर्शन को प्रभावित करेगा। साथ ही, अनुसंधान दल ने विसंगतिपूर्ण हॉल प्रभाव में परिवर्तन भी देखा। यह विद्युत घटना वर्तमान प्रवाह की दिशा के लंबवत वोल्टेज उत्पन्न करती है, और इसके परिवर्तन चुंबकीय संरचना के समायोजन और इलेक्ट्रॉन परिवहन के व्यवहार के बीच सीधा संबंध दर्शाते हैं। राइस यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर और ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी के पूर्व न्यूट्रॉन वैज्ञानिक दाई पेंगचेंग ने कहा कि चुंबकीय डोमेन संरचना को नियंत्रित करके, शोधकर्ता सीधे सामग्री के इलेक्ट्रॉन परिवहन गुणों को प्रभावित कर सकते हैं, जो स्पिंट्रोनिक्स के क्षेत्र में संबंधित सामग्रियों के अनुप्रयोग की खोज के लिए नई संभावनाएं पैदा करता है।
वैकल्पिक चुम्बकों ने बहुत अधिक ध्यान आकर्षित किया है क्योंकि उनके विशेष चुंबकीय गुण पारंपरिक लौह चुम्बक और प्रतिलौह चुम्बक के कुछ लाभों को मिलाते हैं। स्पिंट्रोनिक्स तकनीक न केवल इलेक्ट्रॉनों द्वारा ली गई चार्ज जानकारी का उपयोग करने की उम्मीद करती है, बल्कि सूचना भंडारण और प्रसंस्करण कार्यों को पूरा करने के लिए इलेक्ट्रॉनों के स्पिन का भी उपयोग करती है। इस पद्धति से पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी की तुलना में उच्च गति और कम ऊर्जा खपत वाली सूचना प्रसंस्करण मोड प्राप्त करने की उम्मीद है।
शोध टीम ने बताया कि इस खोज ने यांत्रिक तनाव, चुंबकीय डोमेन संरचना और इलेक्ट्रॉन परिवहन व्यवहार के बीच सीधा संबंध स्थापित किया है, जिससे साबित होता है कि सामग्रियों के चुंबकीय और विद्युत गुणों को सरल भौतिक विरूपण के माध्यम से समायोजित किया जा सकता है। यदि भविष्य में प्रासंगिक प्रौद्योगिकियों में और सुधार किया जा सकता है, तो यह नई कम-शक्ति मेमोरी, उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग उपकरण और उन्नत स्पिन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विकास को बढ़ावा दे सकता है।
टिप्पणियाँ