ఒకే అణువు ఆధారంగా పని చేసే ట్రాన్సిస్టర్ ను శాస్త్రవేత్తలు రూపొందించారు. యాంత్రిక శక్తి ఆధారంగా దీనిని పని చేయించడం విశేషం. ఈ ప్రత్యేకమైన ట్రాన్సిస్టర్.. క్వాంటం స్థాయిలో సమాచారాన్ని విశ్లేషించడానికీ, అతి సూక్ష్మస్థాయి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలను రూపొందించడానికీ, సుదూర సమాచారాన్ని (సెన్సింగ్) అందుకోవడానికీ ఉపకరిస్తుంది.

ఎస్.ఎన్.బోస్ నేషనల్ సెంటర్ ఫర్ బేసిక్ సైన్సెస్ అనే స్వయంప్రతిపత్తి సంస్థ శాస్త్రవేత్తలు సంప్రదాయ విద్యుత్ సంకేతాలకు బదులుగా యాంత్రిక శక్తి ద్వారా నియంత్రించే ఒకే అణువును ఉపయోగించి  ప్రత్యేకమైన ఈ ట్రాన్సిస్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు.

పీజోఎలెక్ట్రిక్ స్టాక్‌ను ఉపయోగించి, పరిశోధకులు మాక్రోస్కోపిక్ మెటల్ తీగను జాగ్రత్తగా విచ్ఛిన్నం చేసి ఫెర్రోసీన్ అణువులో సబ్-నానోమీటర్ స్థాయి ఖాళీని సృష్టించారు. ఈ పద్ధతిని యాంత్రికంగా నియంత్రించదగిన బ్రేక్ జంక్షన్ (మెకానికల్లీ కంట్రోలబుల్ బ్రేక్ జంక్షన్) అంటారు. రెండు సైక్లో పెంటాడైనైల్(సీపీ) వలయాల మధ్య ఐరన్ అణువు బంధితమై ఉంటుంది. (చిత్రం 1, అణువు స్కీమాటిక్ చూడండి). యాంత్రికంగా చేసే మార్పులకు అనుగుణంగా విద్యుత్తు ప్రవాహ ప్రవర్తనలో మార్పులు వస్తాయి. పరమాణు స్థాయిలో ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహాన్ని నియంత్రించడంలో యాంత్రిక గేటింగ్ సామర్థ్యాన్ని ఇది తెలియజేస్తుంది.

డాక్టర్ అతింద్ర నాథ్ పాల్, డాక్టర్ బిశ్వజిత్ పాబి నేతృత్వంలోని బృందం చేసిన ప్రయోగాలు, గణనల ద్వారా వెండి ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య ఉన్న ఫెర్రోసీన్ అణువు ప్రవర్తనలో వచ్చే మార్పులు ట్రాన్సిస్టర్ పని తీరును గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుందని కనుగొన్నారు. అణువు ఉన్న పరిస్థితిని బట్టి, జంక్షన్ ద్వారా పరికరం ద్వారా విద్యుత్ వాహకతను పెంచవచ్చు లేదా తగ్గించవచ్చు. ఇది ట్రాన్సిస్టర్ రూపకల్పనలో అణువు నిర్మాణానికి ఉన్న ప్రాధాన్యతను ఇది సూచిస్తోంది.

గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఫెర్రోసీన్‌తో బంగారు ఎలక్ట్రోడ్లను ఉపయోగించి కూడా పరిశోధన చేశారు. ఈ కలయిక ఆశ్చర్యకరంగా తక్కువ ప్రవాహ నిరోధాన్ని కలిగి ఉంది. పరమాణువులో సాధారణంగా

నిరోధకత సుమారు 12.9 kΩ ఉంటుంది. దీనికంటే దాదాపు ఐదు రెట్లు తక్కువ ప్రవాహ నిరోధకతను పరమాణు జంక్షన్ (సుమారు 1 MΩ) నమోదు చేసింది.

సూక్ష్మస్థాయి పరికరాలను తయారు చేసుకునే అవకాశాన్ని ఇది కల్పిస్తోంది. అత్యంత తక్కువ శక్తితోనే పని చేయగలిగిన అణు స్థాయి పరికరాలను రూపొందించవచ్చు. క్వాంటం ఇన్ఫర్మేషన్ ప్రాసెసింగ్, సెన్సింగ్ అప్లికేషన్స్ వంటి రంగాల్లో పురోగతికి ఈ పరికరాలు మార్గం సుగమం చేస్తాయి.

రిఫరెన్సులు:

అ. బిశ్వజిత్ పాబి, జాకుబ్ సెబెస్టా, రిచర్డ్ కొరితార్, ఒరెన్ తాల్*, అతింద్ర నాథ్ పాల్*. 'పరమాణు జంక్షన్లలో యాంత్రిక గేటింగ్ నిర్మాణ నియంత్రణ'. నానో లెట్. , 23 (9), 3775–3780 (2023).
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c00043
 

ఆ. బిశ్వజిత్ పాబి, స్టెపాన్ మారెక్, అద్వితియా పాల్, పూజా కుమారి, సౌమ్య జ్యోతి రే, అరుణభ ఠాకూర్, రిచర్డ్ కొరితార్, అతింద్ర నాథ్ పాల్*. 'మెటల్-మెటల్ కోవాలెంట్ బంధం ద్వారా అధిక వాహక సింగిల్ మాలిక్యులర్ జంక్షన్‌లో ప్రతిధ్వని రవాణా'. నానోస్కేల్, 15 (31), 12995-13008 (2023).

***