संयुक्त राज्य अमेरिका में मिशिगन विश्वविद्यालय की एक शोध टीम ने हाल ही में एक सफलता हासिल की और एक नया अर्धचालक उपकरण विकसित किया। इस उपकरण को किसी बाहरी वोल्टेज के अनुप्रयोग की आवश्यकता नहीं है। यह केवल दो लेजर बीम के साथ अर्धचालक के अंदर इलेक्ट्रॉन प्रवाह की दिशा उत्पन्न और सटीक रूप से नियंत्रित कर सकता है, जिससे वर्तमान पर प्रकाश की दिशात्मक "ड्राइविंग और लक्ष्यीकरण" प्राप्त हो सकता है। यह वैज्ञानिक शोध परिणाम "फिजिकल रिव्यू लेटर्स" पत्रिका में प्रकाशित हुआ है और उम्मीद है कि भविष्य में ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक फ्यूजन, सटीक सेंसिंग, उन्नत इमेजिंग और दूरसंचार प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में नए रास्ते खुलेंगे।
पारंपरिक दृष्टिकोण यह है कि अर्धचालकों में इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह बाहरी विद्युत क्षेत्र ड्राइविंग पर निर्भर करता है, और बहाव और टकराव के दौरान इलेक्ट्रॉन धाराएँ बनाते हैं। मिशिगन विश्वविद्यालय में भौतिकी विभाग के वरिष्ठ लेखक, प्रोफेसर स्टीवन कुंडिफ़ की टीम द्वारा किए गए प्रयोगों में, शोधकर्ताओं ने एक नई अर्धचालक संरचना को रोशन करने के लिए विभिन्न रंगों के दो सुसंगत लेजर बीम का उपयोग किया। प्रकाश की दो किरणों की ध्रुवीकरण दिशा (अर्थात प्रकाश तरंग की कंपन दिशा) को बदलकर, वे इलेक्ट्रॉनों को "जेट" की तरह एक विशिष्ट दिशा में भेज सकते हैं। प्रोफेसर कुंडिफ़ ने स्पष्ट रूप से इस घटना की तुलना "इलेक्ट्रॉनिक लाइटहाउस" से की - ठीक उसी तरह जैसे समुद्र की सतह पर घूमने वाले लाइटहाउस की घूमती हुई रोशनी, प्रकाश के मापदंडों को समायोजित करके, इलेक्ट्रॉन किरण भी अर्धचालक के अंदर विभिन्न दिशाओं में लचीले ढंग से घूम सकती है।
इस नवाचार के पीछे मुख्य भौतिक तंत्र "क्वांटम हस्तक्षेप" है। जब एक अर्धचालक एक ही समय में दो अलग-अलग रंगों के फोटॉन को अवशोषित करता है, तो दो अलग-अलग प्रकाश अवशोषण मार्ग होते हैं। कुछ दिशाओं में, दो मार्गों द्वारा उत्पन्न तरंगें एक-दूसरे को ओवरलैप करती हैं और एक-दूसरे को मजबूत करती हैं, जिससे इलेक्ट्रॉनों को उस दिशा में प्रवाहित होने का मार्गदर्शन मिलता है; अन्य दिशाओं में, तरंगें एक दूसरे को रद्द कर देती हैं। हालाँकि टोरंटो विश्वविद्यालय के प्रोफेसर जे.ई. सिप ने कई साल पहले "इलेक्ट्रॉनिक लाइटहाउस" की सैद्धांतिक भविष्यवाणी का प्रस्ताव रखा था, लेकिन इस प्रयोग तक यह घटना पहली बार सफलतापूर्वक एक परिचालन भौतिक उपकरण में परिवर्तित नहीं हुई थी।
डिवाइस का निर्माण पेपर के सह-प्रमुख लेखक और मिशिगन विश्वविद्यालय में भौतिकी विभाग में डॉक्टरेट छात्र गोंग यिमिंग द्वारा लूरी नैनोफैब्रिकेशन सुविधा में पूरा किया गया था। किसी भी आवारा विद्युत क्षेत्र के हस्तक्षेप के बिना सामग्रियों को फ्यूज करने के लिए, अनुसंधान टीम ने बार-बार विनिर्माण प्रक्रियाओं और तापमान नियंत्रण से निपटा, और अंततः सैद्धांतिक भविष्यवाणियों को वास्तविकता में बदलने में सफल रही। विशेषज्ञों का कहना है कि क्वांटम हस्तक्षेप नियंत्रण पर आधारित यह दिशात्मक फोटोक्रेक्ट तकनीक न केवल बुनियादी भौतिक घटनाओं की मानवीय समझ को गहरा करती है, बल्कि उपकरणों के भीतर और बीच सूचना प्रसारण की वहन क्षमता में भी काफी सुधार करती है, जो अगली पीढ़ी की उच्च गति, उच्च क्षमता वाली ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक तकनीक के लिए एक ठोस आधार तैयार करती है।