محققین نے ایک اختراعی  شفاف پرت تیار کی ہے جو دو موصل مواد کے درمیان بیٹھتی ہے۔ یہ مواداپنے گھماؤ (الیکٹرانوں کی ایک موروثی خاصیت جسے اندرونی زاویہ دار حرکت کہتے ہیں)  کے ساتھ الیکٹرانوں کو کمرے کے درجہ حرارت پر دو جہتی سمت میں حرکت کرنے کی اجازت دیتا ہےسب ایک ہی سمت میں اشارہ کرتے ہیں۔ یہ پیش رفت الیکٹرانک آلات کے مختلف حصوں کے درمیان ڈیٹا کی منتقلی کو نمایاں طور پر تیز کر سکتی ہے اور کوانٹم ڈیوائسز میں ذخیرہ کیے جانے والے ڈیٹا کی مقدار میں اضافہ کر سکتی ہے۔ جدید الیکٹرانک آلات میں نئی ​​خصوصیات حاصل کرنے کی ضرورت اس کے چارج کے ساتھ ساتھ آزادی  کی اسپن ڈگری کہلانے والے الیکٹران کی خصوصیات میں ہیرا پھیری کا باعث بنی ہے۔ اس نے اسپن الیکٹرانکس یا ‘اسپنٹرونکس’ کے بالکل نئے شعبے کو جنم دیا ہے۔ کئی دہائیوں تک، اسپنٹرونکس نے نظریاتی وعدہ کیا، لیکن اس کے غیر ملکی طرز عمل سائنسی فکشن کی طرح لگ رہے تھے۔ اسپن کرنٹ اور ہیرا پھیری جیسے تصورات مضحکہ خیز رہے۔ تاہم، جدید مواد اور فیبریکیشن تکنیکوں کی ترقی کے ساتھ، خاص طور پر نینواسکیل پر، سائنس دان اب ایسے کنڈینسڈ میٹریل سسٹم تیار کر رہے ہیں جو ان خصوصیات کو ظاہر کرتے ہیں۔ اس سے اسپنٹرونک آلات کے ایک نئے دور کے دروازے کھلتے ہیں جن میں روایتی الیکٹرانکس سے ہٹ کر فعالیت ہوتی ہے۔ بھارت کے موہالی میں واقع   سائنس اور ٹکنالوجی کے محکمے (ڈی ایس ٹی) کے ایک خودمختار تحقیقی ادارے انسٹی ٹیوٹ آف نینو سائنس اینڈ ٹیکنالوجی (آئی این ایس ٹی) کے سائنسدانوں نے پہلی بار کمرے کے درجہ حرارت کے اسپن پولرائزڈ الیکٹران گیس کے ساتھ دو موصلی مواد کے درمیان ایک شفاف کنڈکٹنگ انٹرفیس تیار کیا ہے، جو موثر اسپن کرنٹ والے آلات کو دیکھنے کی اجازت دیتا ہے۔ پروفیسر سوانکر چکرورتی اور آئی این ایس ٹی میں ان کے گروپ نے کیمیکلز ایل اے ایف ای او 3 اور ایس آر ٹی آئی او3  پر مشتمل انٹرفیس پر کمرے کے درجہ حرارت کے اسپن پولرائزیشن کے ساتھ 2ڈی  الیکٹران گیس (2ڈی ای جی) تیار کی ہے۔ انہوں نے دو انسولیٹنگ آکسائیڈز کے انٹرفیس پر نئی اور غیر ملکی دو جہتی الیکٹران گیس کا احساس کرنے کے لیے آکسائیڈ مواد کے سپر جالیوں اور ہیٹرو ڈھانچے کو بڑھایا جو اگلے سلسلے کے کوانٹم آلات کے لیے کارآمد ہو سکتا ہے۔

یہ تحقیق ڈی ایس ٹی- نینو مشن اور نیوکلیائی سائنسز  سے متعلق تحقیقی بورڈ (بی آر این ایس) کی طرف سے ایک نفیس، کسٹم میڈ انسٹرومنٹ کی شکل میں معاونت کی گئی ہے جسے کمبنیٹریل پلسڈ لیزر ڈیپوزیشن سیٹ اپ کہا جاتا ہے، رسالہ‘فزیکل ریویو بی’ میں خطوط کے سیکشن میں شائع ہوا تھا۔ دو موصلی مواد ایل اے ایف ای او 3 اور ایس آر ٹی آئی او3 کا انٹرفیس جو دو جہتی الیکٹران گیس کی میزبانی کر سکتا ہے ایس آر ٹی آئی او3 کے ساتھ پہلے رپورٹ کردہ انٹرفیس سے بہت مختلف ہے۔ اس نے پہلی بار کمرے کے درجہ حرارت کے غیر معمولی مظاہر کو اجاگر کیا ہے۔ اسپن پولرائزیشن کی وجہ سے الیکٹران، جو ایک خاص سمت میں منسلک ہیں (مقناطیسی میدان میں) نے کم مزاحمت (منفی مقناطیسی مزاحمت) کا تجربہ کیا اور موجودہ سائیڈ ویز (غیر معمولی ہال اثر) کو ہٹا دیا۔ یہ درجہ حرارت کے ساتھ انٹرفیس میں ایس آر ٹی آئی او3 کی ساختی منتقلی کی وجہ سے ممکن ہوسکا۔ اس طرح کی خصوصیات اسپنٹرونکس کوانٹم ڈیوائس ایپلی کیشنز میں بہت اہم ہیں۔ اسپن صرف چارج کے مقابلے میں اضافی معلومات رکھتا ہے۔ شفاف مواد میں اسپن کو جوڑ کر، چکرورتی اور ان کا گروپ روایتی چارج پر مبنی آلات کے ساتھ روشنی کے کنٹرول والے اسپنٹرونکس ناممکن افعال  کے لیے نئے امکانات کو کھولتا ہے ۔ شفافیت موجودہ ڈسپلے یا شمسی خلیوں کے اندر اسپنٹرونک آلات کے انضمام کی اجازت دیتی ہے۔ ایک شفاف فون اسکرین جو اسپن کرنٹ کے ساتھ معلومات پر کارروائی کرتی ہے، یا ایک سولر سیل جو بجلی پیدا کرتا ہے اور جدید افعال  کے لیے اسپن کو جوڑتا ہے، مکمل طور پر نئے ڈیوائس آرکیٹیکچرز کا دروازہ کھولتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت پر اسپن پولرائزیشن کے ساتھ شفاف آکسائیڈ انٹرفیس کے انعقاد کا احساس، خاص طور پر شفاف اسپن الیکٹرانکس کوانٹم ڈیوائسز، ڈسپیشن کم الیکٹرانکس اور اگلے سلسلے کے ڈیٹا اسٹوریج میڈیا کے لیے قابل اطلاق کوانٹم ڈیوائسز کے میدان میں کوانٹم ڈیوائس فزکس اور کوانٹم کمپیوٹرز کا ایک نیا شعبہ کھولتاہے۔ اشاعت کی تفصیلات: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.109.L201114

مزید تفصیلات کے لیے پروفیسر سوانکر چکرورتی (suvankar.chakraverty[at]gmail[dot]com) سے رابطہ کیا جا سکتا ہے۔

جالی پیرامیٹرز کے ساتھ انٹرفیس کو ظاہر کرنے والا پیکر، تصویر کا نچلا پینل کم (100 کے) اور اعلی درجہ حرارت (300 کے) پر مقناطیسی مزاحمت اور ہال کی مزاحمت دکھا رہا ہے۔

۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔

ش ح۔م ع ۔ن ا۔

U-9732