आईआईटी-दिल्ली, जर्मनी की टीम ने ‘हैंडनेस’ के आधार पर करंट को छांटने वाला उपकरण बनाया

में एक नए अध्ययन में प्रकृतिआईआईटी-दिल्ली और जर्मनी के वैज्ञानिकों ने चिरल इलेक्ट्रॉनिक्स की ओर एक कदम बढ़ाते हुए, शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र के बिना उनकी ‘हैंडनेस’ के आधार पर इलेक्ट्रॉनों को अलग करने के लिए एक उपकरण का प्रदर्शन किया है, जो भविष्य में कम-शक्ति वाले उपकरणों को सक्षम कर सकता है।

मनुष्य का बायाँ हाथ दाएँ हाथ की दर्पण छवि है; दोनों को पूर्णतः एक दूसरे पर आरोपित नहीं किया जा सकता। टोपोलॉजिकल सेमीमेटल्स नामक कुछ जटिल सामग्रियों में, इलेक्ट्रॉनों में एक समान बाएँ या दाएँ चिरलिटी होती है। (चिरैलिटी क्रिस्टल के अंदर घूमने वाले इलेक्ट्रॉन की एक विशिष्ट क्वांटम अवस्था है।)

हालाँकि, इन विशेष इलेक्ट्रॉनों को आम तौर पर ‘मानक’ इलेक्ट्रॉनों के साथ मिलाया जाता है जिनमें चिरलिटी की कमी होती है और उनका पता लगाने के लिए ऐतिहासिक रूप से शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र या सटीक रासायनिक डोपिंग के उपयोग की आवश्यकता होती है, जिससे तकनीक दैनिक उपयोग के लिए अव्यावहारिक हो जाती है। शोधकर्ताओं ने पैलेडियम गैलियम (पीडीजीए) क्रिस्टल की क्वांटम ज्यामिति का उपयोग करके इस चुनौती का समाधान किया।

मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट ऑफ माइक्रोस्ट्रक्चर फिजिक्स के प्रबंध निदेशक और अध्ययन के सह-लेखक स्टुअर्ट पार्किन ने बताया, “क्लाउडिया के समूह द्वारा बनाया गया एकल होमोचिरल क्रिस्टल अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण था।” द हिंदूसाथी लेखिका क्लाउडिया फेलसर के काम का जिक्र करते हुए।

इस क्रिस्टल में, इलेक्ट्रॉन जाली के माध्यम से चलते हुए तरंगों की तरह व्यवहार करते हैं, जो बदले में तरंग की कितनी ऊर्जा और गति को सीमित करता है।

बाधाओं के समूह को बैंड संरचना कहा जाता है – एक सड़क की तरह जिस पर एक इलेक्ट्रॉन यात्रा करता है। आपके घर में तांबे की वायरिंग में सड़क समतल और सीधी होती है। यदि आप वोल्टेज लागू करते हैं, तो यह इलेक्ट्रॉन को एक सीधी रेखा में धकेल देगा। क्रिस्टल में, सड़क मुड़ी हुई है, इसलिए भले ही इलेक्ट्रॉन सीधा चल रहा हो, उसका मार्ग किनारे की ओर बह जाएगा। कौन सा पक्ष इलेक्ट्रॉन की हस्तक्षमता पर निर्भर करता है।

टीम ने तीन भुजाओं वाला एक छोटा उपकरण बनाया और उसमें विद्युत धारा प्रवाहित की। एक सीमा से परे, पीडीजीए की क्वांटम ज्यामिति ने बाएं हाथ के इलेक्ट्रॉनों को एक हाथ में और दाएं हाथ के इलेक्ट्रॉनों को दूसरे हाथ में धकेल दिया।

डॉ. पार्किन ने कहा, “बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के बजाय क्वांटम ज्यामिति को एक नए कार्यात्मक तत्व के रूप में उपयोग करना, वाल्व कार्यक्षमता प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण था।” “इसने हमें यह प्रदर्शित करने के लिए अपनी अनूठी डिवाइस ज्यामिति बनाने के लिए प्रेरित किया कि हम विपरीत इलेक्ट्रॉनिक चिरलिटी के साथ धाराओं के पृथक्करण को नियंत्रित कर सकते हैं।”

कुछ बाधाएँ बनी हुई हैं, जिनमें उपकरण के निर्माण के लिए आयन बीम की आवश्यकता और इसे संचालित करने के लिए अति-निम्न तापमान शामिल है, जो व्यावहारिक उपयोग को अव्यवहार्य बनाता है। यदि इन चुनौतियों को दूर किया जा सकता है, तो प्रौद्योगिकी कम-शक्ति कंप्यूटिंग और चुंबकीय मेमोरी के नए रूपों को जन्म दे सकती है।

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