(नानावरक न्यूज़) जैसे-जैसे हमारे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को शक्ति प्रदान करने वाले एकीकृत सर्किट अधिक शक्तिशाली होते जा रहे हैं, वे भी छोटे होते जा रहे हैं। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स की यह प्रवृत्ति हाल के वर्षों में ही तेज हुई है क्योंकि वैज्ञानिक एक चिप पर तेजी से अधिक अर्धचालक घटकों को फिट करने की कोशिश कर रहे हैं। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स को अपने छोटे आकार के कारण एक प्रमुख चुनौती का सामना करना पड़ता है। ओवरहीटिंग से बचने के लिए, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स को चरम प्रदर्शन पर काम करते समय पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक्स की बिजली का केवल एक अंश उपभोग करने की आवश्यकता होती है। अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) आर्गोन नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं ने एक ऐसी सफलता हासिल की है जो एक नई तरह की माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सामग्री को ऐसा करने की अनुमति दे सकती है। में प्रकाशित एक नए अध्ययन में उन्नत सामग्री ("विशाल वाहक मॉड्यूलेशन और अद्वितीय चरण नियंत्रण के लिए रेडॉक्स गेटिंग"), आर्गोन टीम ने एक नई तरह की "रेडॉक्स गेटिंग" तकनीक का प्रस्ताव रखा जो अर्धचालक सामग्री के अंदर और बाहर इलेक्ट्रॉनों की गति को नियंत्रित कर सकती है।
वाहक हेरफेर और इलेक्ट्रॉनिक राज्य के विद्युत क्षेत्र नियंत्रण के लिए रेडॉक्स गेटिंग का चित्रण। हरे धागे रेडॉक्स गेटिंग के लिए कार्यात्मक अणुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं, और कम शक्ति पर कार्य करने की क्षमता मानव मस्तिष्क में सिनैप्टिक स्विचिंग की नकल करती है, जैसा कि अंतर्निहित सिनैप्स द्वारा दर्शाया गया है। (छवि: आर्गोन नेशनल लेबोरेटरी) "रेडॉक्स" एक रासायनिक प्रतिक्रिया को संदर्भित करता है जो इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण का कारण बनता है। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण आमतौर पर संचालित होने वाले इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए विद्युत "क्षेत्र प्रभाव" पर निर्भर होते हैं। प्रयोग में, वैज्ञानिकों ने एक उपकरण डिज़ाइन किया जो वोल्टेज लागू करके इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को एक छोर से दूसरे तक नियंत्रित कर सकता है - अनिवार्य रूप से, एक प्रकार का दबाव जो बिजली को धक्का देता है - एक सामग्री पर जो एक प्रकार के इलेक्ट्रॉन गेट के रूप में कार्य करता है। जब वोल्टेज एक निश्चित सीमा तक पहुंच जाता है, लगभग वोल्ट का आधा, तो सामग्री स्रोत रेडॉक्स सामग्री से गेट के माध्यम से चैनल सामग्री में इलेक्ट्रॉनों को इंजेक्ट करना शुरू कर देगी। इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को संशोधित करने के लिए वोल्टेज का उपयोग करके, अर्धचालक उपकरण एक की तरह कार्य कर सकता है ट्रांजिस्टर, अधिक संचालन और अधिक इन्सुलेटिंग राज्यों के बीच स्विच करना। अध्ययन के लेखक आर्गन सामग्री वैज्ञानिक डिलन फोंग ने कहा, "नई रेडॉक्स गेटिंग रणनीति हमें कम वोल्टेज पर भी इलेक्ट्रॉन प्रवाह को भारी मात्रा में नियंत्रित करने की अनुमति देती है, जिससे बहुत अधिक बिजली दक्षता मिलती है।" “यह सिस्टम को होने वाले नुकसान से भी बचाता है। हम देखते हैं कि इन सामग्रियों को प्रदर्शन में लगभग कोई गिरावट के बिना बार-बार चक्रित किया जा सकता है। अध्ययन के सह-संबंधित लेखकों में से एक, आर्गन सामग्री वैज्ञानिक वेई चेन ने कहा, "सामग्री के इलेक्ट्रॉनिक गुणों को नियंत्रित करने से पारंपरिक उपकरणों से परे उभरती संपत्तियों की तलाश करने वाले वैज्ञानिकों के लिए भी महत्वपूर्ण फायदे हैं।" उन्होंने कहा, "सबवोल्ट शासन, जहां यह सामग्री संचालित होती है, उन शोधकर्ताओं के लिए अत्यधिक रुचि रखती है जो मानव मस्तिष्क के समान कार्य करने वाले सर्किट बनाना चाहते हैं, जो महान ऊर्जा दक्षता के साथ भी संचालित होता है।" अध्ययन के एक अन्य सह-संबंधित लेखक, आर्गोन भौतिक विज्ञानी हुआ झोउ ने कहा, रेडॉक्स गेटिंग घटना नई क्वांटम सामग्री बनाने के लिए भी उपयोगी हो सकती है, जिसके चरणों को कम शक्ति पर हेरफेर किया जा सकता है। इसके अलावा, रेडॉक्स गेटिंग तकनीक बहुमुखी कार्यात्मक अर्धचालकों और टिकाऊ तत्वों से बनी निम्न-आयामी क्वांटम सामग्रियों तक विस्तारित हो सकती है।
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- स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64847.php
