மாடலிங் அணு கையாளுதலுக்கான ‘அணு வால்ட்ஸை’ வெளிப்படுத்துதல்
அமெரிக்காவின் ஓக் ரிட்ஜ் தேசிய ஆய்வகத்தின் சகாக்களுடன் இணைந்து வியன்னா பல்கலைக்கழக இயற்பியல் பீட ஆராய்ச்சியாளர்கள் கவனம் செலுத்தும் எலக்ட்ரான் கதிர்வீச்சைப் பயன்படுத்தி சிலிக்கானுக்குள் கொடையாளி அசுத்தங்களைக் கையாள ஒரு அழிவில்லாத பொறிமுறையைக் கண்டறிந்துள்ளனர். இந்த புதிய வகையில் மறைமுக பரிமாற்ற செயல்முறை ஒன்று அல்ல இரண்டு அண்டை சிலிக்கான் அணுக்கள் ஒருங்கிணைந்த அணு “வால்ட்ஸ்” இல் ஈடுபட்டுள்ளன, இது திட-நிலை குவிட்களை உருவாக்குவதற்கான பாதையைத் திறக்கலாம் மற்றும் முடிவுகள் இயற்பியல் வேதியியல் இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளன.
அணு அளவில் பொறியியல் பொருட்கள் நானோ தொழில்நுட்பத்தின் இறுதி இலக்காகும். குவாண்டம் பவளங்களின் கட்டுமானத்திலிருந்து மீண்டும் எழுதக்கூடிய அணு நினைவுகள் வரை ஸ்கேனிங் டன்னலிங் மைக்ரோஸ்கோபி கொண்ட அணு கையாளுதலின் நன்கு அறியப்பட்ட எடுத்துக்காட்டுகள். இருப்பினும், நிறுவப்பட்ட ஸ்கேனிங் ஆய்வு நுட்பங்கள் மேற்பரப்பு அணுக்களின் கையாளுதலுக்கான திறமையான கருவிகளாக இருந்தாலும், மாதிரியுடன் ஒரு உடல் முனை கொண்டு வர வேண்டியதன் காரணமாக அவை பொருளின் பெரும்பகுதியை அடைய முடியாது மற்றும் பொதுவாக கிரையோஜெனிக் வெப்பநிலையில் செயல்பாடு மற்றும் சேமிப்பு தேவைப்படுகிறது.
ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி (STEM) இன் சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் அணு கையாளுதலுக்கு ஒரு எலக்ட்ரான் கற்றையைப் பயன்படுத்துவதில் ஆர்வத்தை ஏற்படுத்தியுள்ளன, மேலும் வியன்னா உலகளவில் இந்த ஆராய்ச்சியின் முக்கிய மையங்களில் ஒன்றாக உருவெடுத்துள்ளது. “இந்த நுட்பத்தின் தனித்துவமான வலிமை மேற்பரப்பு அணுக்களை மட்டுமல்லாமல் மெல்லிய மொத்த படிகங்களுக்குள் உள்ள அசுத்தங்களையும் அணுகும் திறன் ஆகும். இது ஒரு கோட்பாட்டு சாத்தியம் மட்டுமல்ல: சிலிக்கானில் பிஸ்மத் டோபண்டுகளின் முதல் ஆதாரம்-கொள்கை கையாளுதல் சமீபத்தில் எங்களால் நிரூபிக்கப்பட்டது” என்று டோமா சுசி விளக்குகிறார்.
புதிய கூட்டு வேலை என்பது சிலிக்கானுக்குள் உள்ள குழு V மாசு கூறுகளின் எலக்ட்ரான்-கற்றை கையாளுதல் பற்றிய ஒரு முறையான மாடலிங் ஆய்வு ஆகும். முக்கியமாக, வியன்னா குழு மறைமுக பரிமாற்றம் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு புதிய வகையான பொறிமுறையை கண்டுபிடித்தது, அங்கு ஒன்று அல்ல இரண்டு அண்டை சிலிக்கான் அணுக்கள் ஒருங்கிணைந்த அணு “வால்ட்ஸ்” இல் ஈடுபட்டுள்ளன, இது எலக்ட்ரான் தாக்கங்கள் சிலிக்கான் லட்டியின் பெரும்பகுதிக்குள் இந்த அசுத்தங்களை எவ்வாறு நகர்த்தும் என்பதை விளக்குகிறது. “இந்த பொறிமுறையானது பிஸ்மத் மற்றும் ஆன்டிமோனி ஆகிய இரண்டு கனமான தனிமங்களுக்கு மட்டுமே வேலை செய்யும் போது, அது அணுக்கருவில் இருந்து எந்த அணுக்களையும் அகற்றத் தேவையில்லை என்பதால், அது அழிவு இல்லை என்பதைக் கண்டறிவது மிகவும் முக்கியம்” என்று அலெக்சாண்டர் மார்கெவிச் மேலும் கூறுகிறார்.
மேலும் சோதனை முன்னேற்றமாக, STEM ஐப் பயன்படுத்தி சிலிக்கானில் உள்ள ஆன்டிமோனி அசுத்தங்களைக் கையாளுவதற்கான சாத்தியத்தை இந்த குழு முதன்முறையாக நிரூபிக்க முடிந்தது. படிக லட்டிகளுக்குள் டோபன்ட் அணுக்களின் துல்லியமான நிலைப்பாடு திட-நிலை உணர்திறன் மற்றும் குவாண்டம் கணக்கீடு உள்ளிட்ட பகுதிகளில் புதிய பயன்பாடுகளை செயல்படுத்த முடியும். சுசி முடிப்பது போல் இது அற்புதமான தாக்கங்களைக் கொண்டிருக்கலாம்: “மிகச் சமீபத்தில், சிலிக்கானில் உள்ள ஆன்டிமோனி மாசுகள் திட-நிலை அணுசக்தி சுழற்சிக்கான நம்பிக்கைக்குரிய தனிமங்களாக பரிந்துரைக்கப்பட்டன, மேலும் எங்கள் பணி அவர்களின் உறுதியான புனைவுக்கான பாதையைத் திறக்கலாம்.”
References: