Thursday, May 09, 2024

-->

प्रविधिमा क्रान्ति ल्याउने ठानिएको ‘ग्रेफिन सेमिकन्डक्टर’ के हो?

क्वान्टम कम्प्युटर निर्माणसँग जोडिएका चुनौतीसँग जुध्न ग्रेफिन सेमिकन्डक्टरले सहयोग पुग्ने वैज्ञानिकहरू बताउँछन्।

प्रविधिमा क्रान्ति ल्याउने ठानिएको ‘ग्रेफिन सेमिकन्डक्टर’ के हो

वैज्ञानिकहरूले विद्युतीय उपकरणको क्षेत्रमा एक ठूलो सफलता प्राप्त गरेका छन्। यो ग्रेफिनबाट बनेको संसारकै पहिलो सेमिकन्डक्टर हो। यो सामग्री बलियो, लचिलो, हलुका र उच्च प्रतिरोध क्षमताको लागि चिनिन्छ।

अत्याधिक मात्रामा सिलिकनको उपयोग भइरहेको बेला यसको खोज भएको छ। अधिकांश आधुनिक प्रविधिका उपकरणहरू सिलिकनकै सहयोगमा बन्छन्। सिलिकनको तुलनामा ग्रेफिनको तीव्र गति र ऊर्जा सामर्थ्यलाई हेर्दै वैज्ञानिकहरू त्यसलाई सेमी कन्डक्टर बनाउने दिशामा काम गर्दैै आएका थिए।

नेचर पत्रिकामा प्रकाशित अध्ययनले न्यानोइलेक्ट्रोनिक्समा उपयोगी एक ग्रेफिन सेमिकन्डक्टरको बारेमा जानकारी दिएको छ। खोजकर्ताले यो खोज आउँदो पुस्ताको कम्प्युटर क्षेत्रमा एक बरदान हुने दाबी गरेका छन्। साथै अन्य विद्युतीय उपकरण निर्माणको तरिकामा व्यापक परिवर्तन आउन सक्ने उनीहरूको भनाइ छ।

अमेरिकाको जर्जिया इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीमा कार्यरत तथा अध्ययन टोलीका शीर्ष वैज्ञानिक वाल्टर डी हिर भन्छन्, "यो खोजको अन्त्य कहाँ हुन्छ भन्ने हामीलाई थाहा छैन, तर यसले आउँदो समयमा ठूलो परिवर्तनको लागि ढोका खोल्दैछ। आउँदो ५० वर्षसम्म प्रविधिको क्षेत्रमा परिवर्तनको प्रमुख स्रोत ग्रेफिन बन्न सक्छ।"

फोन या ल्यापटपमा प्रयोग हुने चिपले सिलिकनबाट प्रवाहित हुने विद्युतको उपयोग गर्छन्। बेलायतस्थित हेल्प मेनचेस्टर युनिवर्सिटी नेसनल ग्रेफिन इन्स्टिच्युटकी प्रोफेसर सारा हाइग भन्छिन्, "सेमीकन्डक्टरकै कारण कम्प्युटरले काम गर्न सक्छ, त्यसैको सहायताले हामीले ससाना स्विच निर्माण गर्छौँ, जसलाई अन अफ गरेर बिजुली प्रवाहित गर्न सकिन्छ। सर्किटको माध्यम भएर बहने यही बिजुलीको मद्दतले कम्प्युटरले  गर्छ।"

क्रेडिट कार्डबाट लेनदेन, स्मार्ट बस र ट्रेनका ढोका खोल्ने तथा स्मार्टफोन वा ल्यापटप चलाउँदा सिलिकनको सेमिकन्डरहरू प्रयोग हुँदै आएको छ। तर सिलिकनको निश्चित सीमा भएकाले वैज्ञानिहरू त्यसको बलियो विकल्पको खोजीमा जुटेका थिए।

सिलिकन इलेक्ट्रोनिक्सको सञ्चालनमा बढी शक्ति र उर्जाको आवश्यकता पर्ने सारा हाइग बताउँछिन्।

के हो ग्रेफिन
ग्रेफिन कार्बन अणुहरूको एक सतह हो। यो एक द्विआयामी सामग्री हो, जो अहिलेसम्म पत्ता लागेको प्रशिद्ध शक्तिशाली ‘केमिकल बन्ड्स’को सहयोगमा एकआपसमा जोडिएको हुन्छ। 

ग्रेफिन अविश्वसनीय रूपमा बलियो सामग्री हो। इस्पात भन्दा दुई सय गुणा बलियो हुन्छ। यसको एउटै आणविक तहले एउटा फुटबललाई उठाउन सक्छ। यो त्यति नै लचिलो पनि हुन्छ। त्यसैले विद्युतीय उपकरण तथा ब्याट्रीमा पनि प्रयोगको लागि राम्रो मानिने वैज्ञानिक बताउँछन्। यसलाई काँच, प्लास्टिक या कपडामा पनि प्रिन्ट गर्न सकिन्छ।

वैज्ञानिकहरू अहिले सेमिकन्डक्टरको रूपमा ग्रेफिनको प्रयोग कसरी गर्ने भन्ने विषयमा घोत्लिरहेका छन्। तीव्र गति र कम उर्जा खपत गरेरै इलेक्ट्रोन प्रवाहित गर्ने क्षमताले ग्रेफिनलाई सिलिकनभन्दा फाइदाजनक बनाउँछ। ग्रेफिनको प्रयोगले कम्प्युटको गति तिव्र हुने मात्र नभएर एकदमै कम उर्जामा पनि चलाउन सकिनेछ।

साधारण कम्प्युटरलाई हल गर्न वर्षौँ लाग्ने समस्या क्वान्टम कम्प्युटरले केही सेकेन्डमै हल गर्न सक्छ। तर यस्ता कम्प्युटर अहिले विकासकै क्रममा छन्। क्वान्टम कम्प्युटर निर्माणसँग जोडिएका चुनौतीसँग जुध्न ग्रेफिन सेमिकन्डक्टरले मद्दत पुग्ने वैज्ञानिकहरू बताउँछन्।
 


सम्बन्धित सामग्री