உலகம் தொடர்ந்து வேகமான மற்றும் திறமையான கணினிகளைத் தேடுகிறது. இன்றைய தொழில்நுட்பங்கள் இந்த நோக்கத்திற்காக மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்துவதை ஏறக்குறைய அதிகரித்திருப்பதால், விஞ்ஞானிகள் அப்பால் பார்க்கிறார்கள். நமது தேவைகளுக்குப் பொருந்தக்கூடிய ஒரு முக்கியமான பகுதியானது ஸ்ட்ரெய்ன் இன்ஜினியரிங் என்று அழைக்கப்படுகிறது: இது ஒரு பொருளின் பண்புகளை மாற்ற அணு மட்டத்தில் இயந்திர அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துகிறது.
அதாவது, அணுக்களின் கட்டத்தை உடல் ரீதியாக அழுத்துவதன் மூலம் அல்லது நீட்டுவதன் மூலம் – லட்டு என்று அழைக்கப்படுகிறது – விஞ்ஞானிகள் ஒரு பொருள் எவ்வாறு மின்சாரத்தை நடத்துகிறது அல்லது காந்தத் தகவல்களைச் சேமிக்கிறது என்பதை மாற்றலாம். இருப்பினும், அடுத்த தலைமுறை தொழில்நுட்பத்திற்குத் தேவையான வேகத்தை அடைய, இந்த இயந்திர மாற்றங்கள் வினாடிக்கு டிரில்லியன் கணக்கான முறை அல்லது டெராஹெர்ட்ஸ் (THz) அதிர்வெண்களில் நிகழ வேண்டும்.
உலோகங்களில் உயர் அதிர்வெண் திரிபு பொறியியலுக்கு முக்கிய சவால் இலவச எலக்ட்ரான்களின் நடத்தை ஆகும். ஒரு உலோகம் வேகமான லேசர் துடிப்பால் தாக்கப்படும்போது, எலக்ட்ரான்கள் ஆற்றலை உறிஞ்சிவிடும்.
பெரும்பாலான உலோகங்களில், இந்த எலக்ட்ரான்கள் மிக விரைவாக நகரும், துடிப்பு ஒரு உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட இயந்திர சக்தியைச் செலுத்துவதற்கு முன்பு அவை ஆற்றலைப் பொருள் முழுவதும் பரப்புகின்றன. இந்த இடமாற்றம் உயர் அதிர்வெண் திரிபு அலைகள் உருவாவதைத் தடுக்கிறது. குறிப்பாக, ஸ்பின்ட்ரோனிக்ஸ் போன்ற மேம்பட்ட பயன்பாடுகளுக்கு THz- அதிர்வெண் அதிர்வுகள் தேவை – தரவைச் சேமித்து நகர்த்துவதற்கு மின்னூட்டத்தை விட எலக்ட்ரான்களின் காந்த சுழற்சியைப் பயன்படுத்தும் புலம்.
‘அது எங்களை ஆச்சரியப்படுத்தியது’ நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸில் வெளியிடப்பட்ட பிரான்ஸ், ஜெர்மனி மற்றும் ஸ்வீடன் ஆராய்ச்சியாளர்களின் புதிய ஆய்வு, THz அலைகளைத் தூண்டுவதற்கு லேசர் பருப்புகளைப் பயன்படுத்துவதற்கான வழியைப் புகாரளித்துள்ளது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு சூப்பர்லட்டிஸைப் பயன்படுத்தினர்: பிளாட்டினம் மற்றும் செப்பு அணுக்களின் அணுக்கள் மாற்று அடுக்குகளில் அமைக்கப்பட்டன, ஒவ்வொன்றும் ஒரு சில நானோமீட்டர்கள் தடிமன் கொண்டது.
அவற்றின் மாறுபட்ட மின்னணு பண்புகள் காரணமாக இந்த உலோகங்களைத் தேர்ந்தெடுத்தனர்: பிளாட்டினம் அதிக அளவு மின்னணு ஆற்றலைத் தாங்கும் அதே வேளையில் தாமிரம் எலக்ட்ரான்களை விரைவாக நகர்த்த அனுமதிக்கிறது. அல்ட்ராஃபாஸ்ட் எக்ஸ்ரே டிஃப்ராஃப்ரக்ஷனைப் பயன்படுத்தி, லேசர் துடிப்பைத் தொடர்ந்து அணுக்கள் நிகழ்நேரத்தில் நகர்வதைக் குழு கவனித்தது.
மேலும் 1 THz அதிர்வெண்ணில் 1% திரிபு வீச்சுடன் அணுக்களை ஒத்திசைவான முறையில் அதிர்வுறும் வகையில் அமைக்க முடியும் என்று அவர்கள் கண்டறிந்தனர். அதாவது, அணுக்கள் அவற்றின் அசல் நிலைகளிலிருந்து சராசரியாக 1% இடம்பெயர்ந்தன. இது பெரியதாக கருதப்படுகிறது.
முக்கியமாக, வெப்பத்தை விட எலக்ட்ரான் அழுத்தம் உந்து சக்தியாக இருப்பதை குழு கண்டறிந்தது. லேசர் பிளாட்டினம் அடுக்குகளைத் தாக்கியபோது, எலக்ட்ரான்கள் ஆற்றலைப் பெற்று உடனடியாக அணு லட்டுக்கு எதிராக உடல் அழுத்தத்தை செலுத்தியது. “இது எங்களை ஆச்சரியப்படுத்தியது.
ஊசலாட்டமானது வெப்பமான லேட்டிஸின் அழுத்தத்தால் ஏற்படவில்லை, மாறாக எலக்ட்ரான் அழுத்தத்தால், குறிப்பாக பிளாட்டினம் அடுக்குகளில் ஏற்படுகிறது” என்று அல்ட்ராஃபாஸ்ட் எக்ஸ்-ரே டிஃப்ராஃப்ரக்ஷனை வழங்கிய ஐரோப்பிய எக்ஸ்எஃப்இஎல்-ஐச் சேர்ந்த ஜான்-எட்டியென் புடெல் ஒரு பத்திரிகைக் குறிப்பில் கூறினார்.
நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட பொருட்கள் கண்டுபிடிப்பு என்பது தெர்மோகோஸ்டிக் மெட்டா மெட்டீரியல்களின் பரந்த துறையில் ஒரு முன்னேற்றமாகும். இவை இயற்கையில் நிகழாத வழிகளில் ஒலி மற்றும் வெப்பத்தை கையாள வடிவமைக்கப்பட்ட நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட பொருட்கள்.
இந்த விளைவுகளை தெளிப்பதன் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட பொருட்களில் அடைய முடியும் என்பதையும் ஆய்வு நிரூபித்தது. ஸ்பட்டரிங் என்பது மைக்ரோசிப்கள் முதல் கண்ணாடி வரை அனைத்தையும் பூசுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு நிலையான தொழில்துறை செயல்முறையாகும். செலவு குறைந்த, அளவிடக்கூடிய உற்பத்தியைப் பயன்படுத்தி தெர்மோகௌஸ்டிக் மெட்டா மெட்டீரியல்களை உற்பத்தி செய்ய முடியும் என்பது, தொழில்நுட்பமானது ஆய்வகத்திலிருந்து தொழிற்சாலைத் தளத்திற்கு ஒப்பீட்டளவில் விரைவாகச் செல்ல முடியும் எனக் கூறுகிறது.