বিশ্ব ক্রমাগত দ্রুত এবং আরও দক্ষ কম্পিউটারের সন্ধান করছে। যেহেতু আজকের প্রযুক্তিগুলি এই উদ্দেশ্যে বৈদ্যুতিক স্রোতের ব্যবহারকে প্রায় সর্বাধিক করে তুলেছে, তাই বিজ্ঞানীরা এর বাইরেও খুঁজছেন। একটি গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্র যা আমাদের প্রয়োজনের সাথে মানানসই হতে পারে তাকে স্ট্রেন ইঞ্জিনিয়ারিং বলা হয়: এটি একটি উপাদানের বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করতে পারমাণবিক স্তরে যান্ত্রিক চাপ ব্যবহার করে।
অর্থাৎ, পরমাণুর গ্রিডকে শারীরিকভাবে চেপে বা প্রসারিত করে — যাকে জালি বলা হয় — বিজ্ঞানীরা পরিবর্তন করতে পারেন কীভাবে একটি উপাদান বিদ্যুৎ সঞ্চালন করে বা চৌম্বকীয় তথ্য সঞ্চয় করে। পরবর্তী প্রজন্মের প্রযুক্তির জন্য প্রয়োজনীয় গতিতে পৌঁছানোর জন্য, যাইহোক, এই যান্ত্রিক পরিবর্তনগুলি প্রতি সেকেন্ডে ট্রিলিয়ন বার বা টেরাহার্টজ (THz) ফ্রিকোয়েন্সিতে ঘটতে হবে।
ধাতুগুলিতে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি স্ট্রেন ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের প্রধান চ্যালেঞ্জ হল মুক্ত ইলেকট্রনের আচরণ। যখন একটি ধাতব একটি দ্রুত লেজার পালস দ্বারা আঘাত করা হয়, তখন ইলেকট্রনগুলি শক্তি শোষণ করে।
বেশিরভাগ ধাতুতে, এই ইলেকট্রনগুলি এত দ্রুত সরে যায় যে নাড়ি একটি স্থানীয় যান্ত্রিক শক্তি প্রয়োগ করার আগে তারা উপাদান জুড়ে শক্তি ছড়িয়ে দেয়। এই ডিলোকালাইজেশন উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি স্ট্রেন ওয়েভ গঠনে বাধা দেয়। বিশেষ করে, THz-ফ্রিকোয়েন্সি কম্পনগুলি স্পিনট্রনিক্সের মতো উন্নত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য প্রয়োজন – এমন একটি ক্ষেত্র যা ডেটা সঞ্চয় এবং সরানোর জন্য তাদের চার্জের পরিবর্তে ইলেকট্রনের চৌম্বকীয় স্পিন ব্যবহার করে।
‘এটি আমাদের অবাক করেছে’ ফ্রান্স, জার্মানি এবং সুইডেনের গবেষকদের দ্বারা একটি নতুন গবেষণা, নেচার কমিউনিকেশনে প্রকাশিত, THz তরঙ্গ প্ররোচিত করার জন্য লেজারের ডাল ব্যবহারের একটি উপায় জানিয়েছে। গবেষকরা একটি সুপারল্যাটিস ব্যবহার করেছেন: প্ল্যাটিনামের পরমাণু এবং তামার পরমাণু পর্যায়ক্রমে স্তরে সাজানো, প্রতিটি মাত্র কয়েক ন্যানোমিটার পুরু।
তারা তাদের বিপরীত বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে এই ধাতুগুলি বেছে নিয়েছে: প্ল্যাটিনাম প্রচুর পরিমাণে ইলেকট্রনিক শক্তি ধারণ করতে পারে যখন তামা ইলেকট্রনগুলিকে দ্রুত সরাতে দেয়। আল্ট্রাফাস্ট এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন ব্যবহার করে, দলটি পরমাণুগুলিকে একটি লেজার পালস অনুসরণ করে রিয়েল-টাইমে চলন্ত পর্যবেক্ষণ করেছে।
এবং তারা দেখতে পেল যে তারা 1% এর স্ট্রেন প্রশস্ততা সহ 1 THz ফ্রিকোয়েন্সিতে একটি সুসংগত উপায়ে কম্পনরত পরমাণু সেট করতে পারে। অর্থাৎ, পরমাণুগুলি তাদের আসল অবস্থান থেকে গড়ে 1% দ্বারা স্থানচ্যুত হয়েছিল। এটি বড় হিসাবে বিবেচিত হয়।
গুরুত্বপূর্ণভাবে, দলটি তাপের পরিবর্তে ইলেকট্রন চাপকে চালিকা শক্তি হিসাবে খুঁজে পেয়েছে। যখন লেজারটি প্ল্যাটিনাম স্তরগুলিতে আঘাত করে, তখন ইলেকট্রনগুলি শক্তি অর্জন করে এবং অবিলম্বে পারমাণবিক জালির বিরুদ্ধে একটি শারীরিক চাপ প্রয়োগ করে। “এটা আমাদের অবাক করেছে।
দোলন উত্তপ্ত জালির চাপের কারণে নয়, ইলেক্ট্রন চাপ দ্বারা সৃষ্ট হয়, বিশেষ করে প্ল্যাটিনাম স্তরগুলিতে, “ইউরোপীয় XFEL-এর জ্যান-এটিন পুডেল, যে সুবিধাটি অতি দ্রুত এক্স-রে বিচ্ছুরণ প্রদান করে, একটি প্রেস নোটে বলেছে৷ গবেষণায় দেখা গেছে যে ইলেক্ট্রন চাপ একটি প্রভাবশালী এবং দ্রুত গতিতে প্রকৌশলীকরণে ব্যবহৃত হতে পারে।
ন্যানোস্ট্রাকচার্ড উপকরণ আবিষ্কারটি থার্মোঅ্যাকোস্টিক মেটাম্যাটেরিয়ালের বিস্তৃত ক্ষেত্রে অগ্রগতি। এগুলি এমন ন্যানোস্ট্রাকচারযুক্ত উপকরণ যা প্রকৃতিতে ঘটে না এমন উপায়ে শব্দ এবং তাপকে ম্যানিপুলেট করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
গবেষণায় দেখা গেছে যে এই প্রভাবগুলি স্পুটারিং দ্বারা তৈরি উপকরণগুলিতে অর্জন করা যেতে পারে। স্পাটারিং হল একটি প্রমিত শিল্প প্রক্রিয়া যা মাইক্রোচিপ থেকে গ্লাস পর্যন্ত সমস্ত কিছুকে কোট করতে ব্যবহৃত হয়। যে থার্মোঅ্যাকোস্টিক মেটামেটেরিয়ালগুলি সাশ্রয়ী, মাপযোগ্য উত্পাদন ব্যবহার করে উত্পাদিত হতে পারে তা পরামর্শ দেয় প্রযুক্তিটি পরীক্ষাগার থেকে কারখানার মেঝেতে তুলনামূলকভাবে দ্রুত চলে যেতে পারে।