एक हालिया अध्ययन में "ऑर्बिटल हॉल प्रभाव" की खोज की गई है, जो एक ऐसी घटना है जो भविष्य के कंप्यूटिंग उपकरणों में डेटा भंडारण में काफी सुधार कर सकती है। इस खोज में इलेक्ट्रॉनों की कक्षीय गति से विद्युत ऊर्जा का उत्पादन शामिल है, जो स्पिंट्रोनिक्स के क्षेत्र में संभावित प्रगति प्रदान करता है जिससे अधिक कुशल, तेज और अधिक विश्वसनीय चुंबकीय सामग्री प्राप्त होगी।
एक नई सफलता में, शोधकर्ताओं ने पहले से अनदेखे भौतिक घटना की पुष्टि करने के लिए एक नई तकनीक का उपयोग किया है जिसका उपयोग अगली पीढ़ी के कंप्यूटिंग उपकरणों में डेटा भंडारण को बेहतर बनाने के लिए किया जा सकता है।
उन्नत कंप्यूटरों और उपग्रहों में उपयोग की जाने वाली स्पिंट्रोनिक यादें डेटा भंडारण और पुनर्प्राप्ति के लिए इलेक्ट्रॉनों की आंतरिक कोणीय गति से उत्पन्न चुंबकीय स्थिति का उपयोग करती हैं। इलेक्ट्रॉनों की भौतिक गति के अनुसार, इलेक्ट्रॉन स्पिन चुंबकीय धाराएँ उत्पन्न करता है। इसे "स्पिन हॉल प्रभाव" के रूप में जाना जाता है और यह कम-शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक्स से लेकर मौलिक क्वांटम यांत्रिकी तक कई अलग-अलग क्षेत्रों में चुंबकीय सामग्री का एक प्रमुख अनुप्रयोग है।
हाल ही में, वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि इलेक्ट्रॉन दूसरी प्रकार की गति के माध्यम से भी विद्युत प्रवाह उत्पन्न कर सकते हैं: कक्षीय कोणीय गति, सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की कक्षा के समान। ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी में भौतिकी के प्रोफेसर और अध्ययन के सह-लेखक रोलैंड कावाकामी ने कहा, इसे "ऑर्बिटल हॉल प्रभाव" कहा जाता है।
सिद्धांतकारों का अनुमान है कि प्रकाश संक्रमण धातुओं - कमजोर स्पिन हॉल धाराओं वाली सामग्री - का उपयोग करके कक्षीय हॉल प्रभाव से उत्पन्न चुंबकीय धाराओं का पता लगाना आसान होगा। लेकिन भौतिकी स्नातक छात्र इगोर लायलिन के नेतृत्व में और फिजिकल रिव्यू लेटर्स जर्नल में प्रकाशित यह अध्ययन, इस प्रभाव का निरीक्षण करने का एक तरीका दिखाता है।
कावाकामी ने कहा, "दशकों से विभिन्न हॉल प्रभावों की खोज की गई है।" "लेकिन ये कक्षीय धाराएं वास्तव में एक नई अवधारणा हैं। कठिनाई यह है कि वे विशिष्ट भारी धातुओं में स्पिन धाराओं के साथ मिश्रित होती हैं, और उन्हें अलग करना मुश्किल है।"
इसके बजाय, कावाकामी की टीम ने प्रकाश धातु क्रोमियम की विभिन्न पतली फिल्मों पर ध्रुवीकृत प्रकाश (इस मामले में, लेजर प्रकाश) को प्रतिबिंबित करके धातु परमाणुओं के कक्षीय कोणीय गति के संभावित संचय का पता लगाकर कक्षीय हॉल प्रभाव का प्रदर्शन किया। लगभग एक साल के श्रमसाध्य माप के बाद, शोधकर्ताओं ने स्पष्ट मैग्नेटो-ऑप्टिकल संकेतों का पता लगाया, जिससे पता चला कि फिल्म के एक छोर पर एकत्रित इलेक्ट्रॉन मजबूत कक्षीय हॉल प्रभाव विशेषताओं का प्रदर्शन करते हैं।
उन्होंने कहा, "इस सफल पहचान का भविष्य के स्पिंट्रोनिक्स अनुप्रयोगों पर बड़ा प्रभाव पड़ सकता है।" "स्पिंट्रोनिक्स की अवधारणा लगभग 25 वर्षों से है, और हालांकि यह विभिन्न मेमोरी अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट रही है, लोग अब और आगे बढ़ने की कोशिश कर रहे हैं। इस क्षेत्र में सबसे बड़े लक्ष्यों में से एक अब ऊर्जा की खपत को कम करना है, क्योंकि प्रदर्शन में सुधार के लिए यह सीमित कारक है।"
भविष्य की चुंबकीय सामग्रियों को अच्छी तरह से काम करने के लिए आवश्यक कुल ऊर्जा को कम करने से कम बिजली की खपत, उच्च गति और अधिक विश्वसनीयता को सक्षम करने और प्रौद्योगिकी के जीवन को बढ़ाने में मदद करने की क्षमता है। स्पिन धाराओं के बजाय कक्षीय धाराओं का उपयोग करने से लंबे समय में समय और धन की बचत हो सकती है।
शोधकर्ताओं ने ध्यान दिया कि यह अध्ययन यह समझने का रास्ता खोलता है कि ये अजीब भौतिक घटनाएं अन्य प्रकार की धातुओं में कैसे होती हैं, और उन्हें स्पिन हॉल प्रभाव और कक्षीय हॉल प्रभाव के बीच जटिल संबंध में आगे बढ़ने की उम्मीद है।
संदर्भ: "क्रोमियम में ऑर्बिटल हॉल प्रभाव का मैग्नेटो-ऑप्टिकल डिटेक्शन" इगोर लायलिन, सनाज़ अलिखाह, मार्को बेरिटा, पीटर एम. ओप्पेनियर और रोलैंड के. कावाकामी द्वारा, 11 अक्टूबर, 2023, "फिजिकल रिव्यू लेटर्स"।
DOI:10.1103/PhysRevLett.131.156702
संकलित स्रोत: ScitechDaily