शोधकर्ताओं ने एक अभिनव पारदर्शी परत बनाई है जो दो इन्सुलेटिंग सामग्रियों के बीच बैठती है। यह सामग्री इलेक्ट्रॉनों को कमरे के तापमान पर दो-आयामी विमान में घूमने की अनुमति देती है, उनके स्पिन (इलेक्ट्रॉनों का एक अंतर्निहित गुण जिसे आंतरिक कोणीय गति कहा जाता है) सभी एक ही दिशा में इंगित करते हैं। यह सफलता इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विभिन्न भागों के बीच डेटा ट्रांसफर को काफी तेज़ कर सकती है और क्वांटम उपकरणों में संग्रहीत किए जा सकने वाले डेटा की मात्रा को बढ़ा सकती है। आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में नई कार्यक्षमताओं को प्राप्त करने की आवश्यकता ने इलेक्ट्रॉन के गुण को उसके आवेश के साथ-साथ स्पिन डिग्री ऑफ़ फ़्रीडम कहा है। इसने स्पिन-इलेक्ट्रॉनिक्स या 'स्पिनट्रॉनिक्स' के एक बिल्कुल नए क्षेत्र को जन्म दिया है। दशकों तक, स्पिनट्रॉनिक्स ने सैद्धांतिक रूप से वादा किया था, लेकिन इसके अनोखे व्यवहार विज्ञान कथा की तरह लगते थे। स्पिन करंट और हेरफेर जैसी अवधारणाएँ मायावी बनी रहीं। हालांकि, उन्नत सामग्रियों और निर्माण तकनीकों के विकास के साथ, विशेष रूप से नैनोस्केल पर, वैज्ञानिक अब संघनित पदार्थ प्रणाली बना रहे हैं जो इन गुणों को प्रदर्शित करते हैं। यह पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक्स से परे कार्यात्मकता वाले स्पिनट्रॉनिक उपकरणों के एक नए युग के द्वार खोलता है। मोहाली, भारत में स्थित विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के एक स्वायत्त अनुसंधान संस्थान नैनो विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान (आईएनएसटी) के वैज्ञानिकों ने पहली बार कमरे के तापमान वाले स्पिन ध्रुवीकृत इलेक्ट्रॉन गैस के साथ दो इन्सुलेटिंग सामग्रियों के बीच एक पारदर्शी संवाहक इंटरफ़ेस का निर्माण किया है जो कुशल स्पिन धाराओं के साथ पारदर्शी उपकरणों के लिए अनुमति देता है। आईएनएसटी में प्रो. सुवनकर चक्रवर्ती और उनके समूह ने रसायनों LaFeO 3 और SrTiO 3 से बने इंटरफेस पर कमरे के तापमान स्पिन ध्रुवीकरण के साथ 2डी इलेक्ट्रॉन गैस (2डीईजी) का उत्पादन किया है।

डीएसटी-नैनोमिशन और बोर्ड ऑफ रिसर्च इन न्यूक्लियर साइंसेज (बीआरएनएस) से एक परिष्कृत, कस्टम-निर्मित उपकरण के रूप में अनुदान द्वारा समर्थित अनुसंधान जिसे कॉम्बिनेटरियल पल्स्ड लेजर डिपोजिशन सेटअप कहा जाता है, को 'फिजिकल रिव्यू बी' पत्रिका के पत्र अनुभाग में प्रकाशित किया गया था। दो इंसुलेटिंग सामग्री LaFeO 3 -SrTiO 3 का इंटरफेस जो दो आयामी इलेक्ट्रॉन गैस की मेजबानी कर सकता है, SrTiO 3 के साथ पहले रिपोर्ट किए गए इंटरफेस से बहुत अलग है। इसने पहली बार कमरे के तापमान की असामान्य घटना का प्रदर्शन किया। स्पिन ध्रुवीकरण के कारण इलेक्ट्रॉन, जो एक विशेष दिशा (एक चुंबकीय क्षेत्र में) में संरेखित होते हैं, ने कम प्रतिरोध (नकारात्मक चुंबकीय प्रतिरोध) का अनुभव किया और वर्तमान को बग़ल में विक्षेपित किया (विसंगति हॉल प्रभाव)। यह तापमान के साथ इंटरफेस में SrTiO पारदर्शी पदार्थों में स्पिन में हेरफेर करके, चक्रवर्ती और उनका समूह प्रकाश-नियंत्रित स्पिनट्रॉनिक्स के लिए नई संभावनाओं का रास्ता खोलता है - पारंपरिक चार्ज-आधारित उपकरणों के साथ असंभव कार्यक्षमताएं। पारदर्शिता मौजूदा डिस्प्ले या सौर कोशिकाओं के भीतर स्पिनट्रॉनिक उपकरणों के एकीकरण की अनुमति देती है। एक पारदर्शी फोन स्क्रीन जो स्पिन धाराओं के साथ सूचना को संसाधित करती है, या एक सौर सेल जो बिजली उत्पन्न करती है और उन्नत कार्यक्षमताओं के लिए स्पिन में हेरफेर करती है, पूरी तरह से नए डिवाइस आर्किटेक्चर के लिए एक द्वार खोलती है। उच्च तापमान पर स्पिन ध्रुवीकरण के साथ पारदर्शी ऑक्साइड इंटरफ़ेस का संचालन करने की प्राप्ति, विशेष रूप से पारदर्शी स्पिन-इलेक्ट्रॉनिक्स क्वांटम-डिवाइस, अपव्यय रहित इलेक्ट्रॉनिक्स और अगली पीढ़ी के डेटा स्टोरेज मीडिया और क्वांटम कंप्यूटर के लिए लागू क्वांटम डिवाइस के क्षेत्र में क्वांटम-डिवाइस भौतिकी का एक नया क्षेत्र खोल सकती है। प्रकाशन विवरण: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.109.L201114

अधिक जानकारी के लिए प्रो. सुवंकर चक्रवर्ती (suvankar.chakraverty[at]gmail[dot]com) से संपर्क किया जा सकता है।

चित्र में जालक मापदंडों के साथ इंटरफेस दिखाया गया है, चित्र का निचला पैनल निम्न (100K) और उच्च तापमान (300 K) पर चुम्बकीय प्रतिरोध और हॉल प्रतिरोध दिखा रहा है।

***

एमजी/एआर/वीएस/एसएस