NTNUର ଗବେଷକମାନେ କିଛି ଅତ୍ୟନ୍ତ ଉଜ୍ଜ୍ୱଳ ଏକ୍ସ-ରେ ସାହାଯ୍ୟରେ ଚଳଚ୍ଚିତ୍ର ତିଆରି କରି ଛୋଟ ସ୍କେଲରେ ଚୁମ୍ବକୀୟ ସାମଗ୍ରୀ ଉପରେ ଆଲୋକପାତ କରୁଛନ୍ତି।
NTNUର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ସିଷ୍ଟମ୍ ବିଭାଗର ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ ଗ୍ରୁପ୍ ର ସହ-ନିର୍ଦ୍ଦେଶକ ଏରିକ୍ ଫୋଲଭେନ୍ ଏବଂ ବେଲଜିୟମର NTNU ଏବଂ ଘେଣ୍ଟ ବିଶ୍ୱବିଦ୍ୟାଳୟର ସହକର୍ମୀମାନେ ବାହାର ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ଦ୍ୱାରା ବିଚଳିତ ହେଲେ ପତଳା-ଫିଲ୍ମ ମାଇକ୍ରୋମ୍ୟାଗ୍ନେଟ୍ କିପରି ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୁଏ ତାହା ଦେଖିବା ପାଇଁ ବାହାରିଥିଲେ। NTNU ନାନୋ ଏବଂ ନରୱେର ଗବେଷଣା ପରିଷଦ ଦ୍ୱାରା ଆଂଶିକ ଭାବରେ ପାଣ୍ଠି ଯୋଗାଇ ଦିଆଯାଇଥିବା ଏହି କାର୍ଯ୍ୟ ଫିଜିକାଲ୍ ରିଭ୍ୟୁ ରିସର୍ଚ୍ଚ ଜର୍ଣ୍ଣାଲରେ ପ୍ରକାଶିତ ହୋଇଥିଲା।
କ୍ଷୁଦ୍ର ଚୁମ୍ବକ
ପରୀକ୍ଷଣରେ ବ୍ୟବହୃତ କ୍ଷୁଦ୍ର ବର୍ଗାକାର ଚୁମ୍ବକକୁ ଆଇନାର ଷ୍ଟାଣ୍ଡାଲ୍ ଡିଜର୍ନେସ୍ ଉଦ୍ଭାବନ କରିଥିଲେ।
NTNU ପିଏଚଡି ପ୍ରାର୍ଥୀ ଆଇନାର ଷ୍ଟାଣ୍ଡାଲ୍ ଡିଜର୍ନେସ୍ ଦ୍ୱାରା ସୃଷ୍ଟି କରାଯାଇଥିବା କ୍ଷୁଦ୍ର ବର୍ଗାକାର ଚୁମ୍ବକଗୁଡ଼ିକ ମାତ୍ର ଦୁଇ ମାଇକ୍ରୋମିଟର ଚଉଡ଼ା ଏବଂ ଚାରୋଟି ତ୍ରିକୋଣୀୟ ଡୋମେନରେ ବିଭକ୍ତ, ପ୍ରତ୍ୟେକର ଚୁମ୍ବକ ଚାରିପାଖରେ ଘଣ୍ଟାକଣ୍ଟା ଦିଗରେ କିମ୍ବା ଘଣ୍ଟାକଣ୍ଟାର ବିପରୀତ ଦିଗରେ ଏକ ଭିନ୍ନ ଚୁମ୍ବକୀୟ ଦିଗ ରହିଛି।
କିଛି ଚୁମ୍ବକୀୟ ସାମଗ୍ରୀରେ, ପରମାଣୁର ଛୋଟ ଛୋଟ ଗୋଷ୍ଠୀଗୁଡ଼ିକ ଡୋମେନ୍ ନାମକ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଏକତ୍ରିତ ହୁଅନ୍ତି, ଯେଉଁଠାରେ ସମସ୍ତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନଗୁଡ଼ିକର ସମାନ ଚୁମ୍ବକୀୟ ଦିଗ ଥାଏ।
NTNU ଚୁମ୍ବକରେ, ଏହି ଡୋମେନଗୁଡ଼ିକ ଏକ କେନ୍ଦ୍ରୀୟ ବିନ୍ଦୁରେ ମିଳିତ ହୁଅନ୍ତି - ଘୂର୍ଣ୍ଣିବଳୟ କୋର - ଯେଉଁଠାରେ ଚୁମ୍ବକୀୟ ମୁହୂର୍ତ୍ତ ସିଧାସଳଖ ସାମଗ୍ରୀର ସମତଳ ଭିତରକୁ କିମ୍ବା ବାହାରକୁ ସୂଚିତ କରେ।
"ଯେତେବେଳେ ଆମେ ଏକ ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ରୟୋଗ କରୁ, ଏହି ଡୋମେନଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରୁ ଅଧିକରୁ ଅଧିକ ସମାନ ଦିଗରେ ସୂଚିତ ହେବ," ଫଲଭେନ କୁହନ୍ତି। "ସେମାନେ ବଢ଼ିପାରିବେ ଏବଂ ସଙ୍କୁଚିତ ମଧ୍ୟ ହୋଇପାରିବେ, ଏବଂ ତା'ପରେ ସେମାନେ ପରସ୍ପର ସହିତ ମିଶିପାରିବେ।"
ଇଲେକ୍ଟ୍ରନଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରାୟ ଆଲୋକର ବେଗରେ
ଏହା ଘଟିବା ଦେଖିବା ସହଜ ନୁହେଁ। ଗବେଷକମାନେ ସେମାନଙ୍କର ମାଇକ୍ରୋମ୍ୟାଗ୍ନେଟଗୁଡ଼ିକୁ ବର୍ଲିନର ଏକ 80 ମିଟର ଚଉଡା ଡୋନଟ୍ ଆକୃତିର ସିଙ୍କ୍ରୋଟ୍ରନ୍, ଯାହାକୁ BESSY II ଭାବରେ ଜଣାଶୁଣା, ପାଖକୁ ନେଇଗଲେ, ଯେଉଁଠାରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ପ୍ରାୟ ଆଲୋକର ବେଗରେ ଯାତ୍ରା କରିବା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ ହୁଏ। ସେହି ଦ୍ରୁତ ଗତିଶୀଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ଗୁଡ଼ିକ ତା'ପରେ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଉଜ୍ଜ୍ୱଳ ଏକ୍ସ-ରେ ନିର୍ଗତ କରନ୍ତି।
"ଆମେ ଏହି ଏକ୍ସ-ରେ ନେଇଥାଉ ଏବଂ ଆମ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପରେ ଆଲୋକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରୁ," ଫଲଭେନ କୁହନ୍ତି।
ଯେହେତୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନଗୁଡ଼ିକ ସିଙ୍କ୍ରୋଟ୍ରନ୍ ଚାରିପାଖରେ ଦୁଇଟି ନାନୋସେକେଣ୍ଡ ଦ୍ୱାରା ପୃଥକ ହୋଇ ଗତି କରନ୍ତି, ସେମାନେ ନିର୍ଗତ କରୁଥିବା ଏକ୍ସ-ରେ ସଠିକ୍ ସ୍ପନ୍ଦନରେ ଆସିଥାଏ।
ଏକ ସ୍କାନିଂ ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ଏକ୍ସ-ରେ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପ, କିମ୍ବା STXM, ସେହି ଏକ୍ସ-ରେଗୁଡ଼ିକୁ ସାମଗ୍ରୀର ଚୁମ୍ବକୀୟ ଗଠନର ଏକ ସ୍ନାପସଟ୍ ତିଆରି କରିବା ପାଇଁ ନେଇଥାଏ। ଏହି ସ୍ନାପସଟ୍ଗୁଡ଼ିକୁ ଏକାଠି ସିଲେଇ କରି, ଗବେଷକମାନେ ମୂଳତଃ ଏକ ଚଳଚ୍ଚିତ୍ର ତିଆରି କରିପାରିବେ ଯାହା ସମୟ ସହିତ ମାଇକ୍ରୋମ୍ୟାଗ୍ନେଟ୍ କିପରି ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୁଏ ତାହା ଦର୍ଶାଏ।
STXM ସାହାଯ୍ୟରେ, Folven ଏବଂ ତାଙ୍କ ସହଯୋଗୀମାନେ ସେମାନଙ୍କର ମାଇକ୍ରୋମ୍ୟାଗ୍ନେଟଗୁଡ଼ିକୁ ଏକ ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ସୃଷ୍ଟି କରୁଥିବା ବିଦ୍ୟୁତ୍ ସ୍ରୋତର ସ୍ପନ୍ଦନ ସହିତ ବିଚଳିତ କଲେ, ଏବଂ ଡୋମେନଗୁଡ଼ିକର ଆକାର ପରିବର୍ତ୍ତନ ଏବଂ ଭୋର୍ଟେକ୍ସ କୋର କେନ୍ଦ୍ରରୁ ଗତି କରୁଥିବା ଦେଖିଲେ।
"ତୁମର ଏକ ବହୁତ ଛୋଟ ଚୁମ୍ବକ ଅଛି, ଏବଂ ତା'ପରେ ତୁମେ ଏହାକୁ ଖୋଳ ଏବଂ ଏହା ପୁଣି ସ୍ଥିର ହେବା ସହିତ ପ୍ରତିଫଳିତ କରିବାକୁ ଚେଷ୍ଟା କର," ସେ କୁହନ୍ତି। ପରେ, ସେମାନେ ଦେଖିଲେ ଯେ କୋର ମଝିକୁ ଫେରି ଆସୁଛି - କିନ୍ତୁ ଏକ ସରଳ ରେଖା ନୁହେଁ, ଏକ ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ପଥ ସହିତ।
"ଏହା ଏକ ପ୍ରକାର କେନ୍ଦ୍ରକୁ ଫେରି ନାଚିବ," ଫଲଭେନ କୁହନ୍ତି।
ଗୋଟିଏ ସ୍ଲିପ୍ ଆଉ ସରିଗଲା
କାରଣ ସେମାନେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସାମଗ୍ରୀ ଅଧ୍ୟୟନ କରନ୍ତି, ଯାହା ଏକ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥାଏ ଯାହା ଗବେଷକମାନଙ୍କୁ ସାମଗ୍ରୀର ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ, କିନ୍ତୁ ଏକ STXM ରେ ଏକ୍ସ-ରେକୁ ଅବରୋଧ କରିବ।
NTNU NanoLab ରେ କାମ କରି, ଗବେଷକମାନେ ଏହାର ଚୁମ୍ବକୀୟ ଗୁଣକୁ ସୁରକ୍ଷିତ ରଖିବା ପାଇଁ ସେମାନଙ୍କର ମାଇକ୍ରୋମ୍ୟାଗ୍ନେଟକୁ କାର୍ବନର ଏକ ସ୍ତର ତଳେ ପୋତି ଦେଇ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ସମସ୍ୟାର ସମାଧାନ କରିଥିଲେ।
ତା’ପରେ ସେମାନେ ଗାଲିୟମ୍ ଆୟନର ଏକ କେନ୍ଦ୍ରିତ ବିମ୍ ସାହାଯ୍ୟରେ ତଳ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍କୁ ସତର୍କତାର ସହିତ ଏବଂ ସଠିକ୍ ଭାବରେ କାଟି ଦେଲେ ଯେପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ କେବଳ ଏକ ପତଳା ସ୍ତର ରହିଲା। ଏହି କଷ୍ଟକର ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାଇଁ ପ୍ରତି ନମୁନା ପାଇଁ ଆଠ ଘଣ୍ଟା ସମୟ ଲାଗିପାରେ - ଏବଂ ଗୋଟିଏ ଭୁଲ୍ ବିପର୍ଯ୍ୟୟ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ।
"ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ କଥା ହେଉଛି, ଯଦି ଆପଣ ଚୁମ୍ବକୀୟତାକୁ ହତ୍ୟା କରନ୍ତି, ତେବେ ଆମେ ବର୍ଲିନରେ ବସିବା ପୂର୍ବରୁ ତାହା ଜାଣିପାରିବୁ ନାହିଁ," ସେ କୁହନ୍ତି। "ଚାଲ ହେଉଛି, ନିଶ୍ଚିତ ଭାବରେ, ଗୋଟିଏରୁ ଅଧିକ ନମୁନା ଆଣିବା।"
ମୌଳିକ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନଠାରୁ ଭବିଷ୍ୟତର ଉପକରଣ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ
ଧନ୍ୟବାଦ, ଏହା କାମ କଲା, ଏବଂ ଦଳଟି ସମୟ ସହିତ ମାଇକ୍ରୋମ୍ୟାଗ୍ନେଟର ଡୋମେନ୍ କିପରି ବୃଦ୍ଧି ପାଏ ଏବଂ ସଙ୍କୁଚିତ ହୁଏ ତାହା ଚାର୍ଟ କରିବା ପାଇଁ ସେମାନଙ୍କର ସତର୍କତାର ସହିତ ପ୍ରସ୍ତୁତ ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲା। କେଉଁ ଶକ୍ତି କାମ କରୁଛି ତାହା ଭଲ ଭାବରେ ବୁଝିବା ପାଇଁ ସେମାନେ କମ୍ପ୍ୟୁଟର ସିମୁଲେସନ୍ ମଧ୍ୟ ସୃଷ୍ଟି କରିଥିଲେ।
ମୌଳିକ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନର ଆମର ଜ୍ଞାନକୁ ଆଗକୁ ବଢ଼ାଇବା ସହିତ, ଏହି ଲମ୍ବ ଏବଂ ସମୟ ସ୍ତରରେ ଚୁମ୍ବକବାଦ କିପରି କାର୍ଯ୍ୟ କରେ ତାହା ବୁଝିବା ଭବିଷ୍ୟତର ଉପକରଣ ତିଆରି କରିବାରେ ସହାୟକ ହୋଇପାରେ।
ତଥ୍ୟ ସଂରକ୍ଷଣ ପାଇଁ ଚୁମ୍ବକୀକରଣ ପୂର୍ବରୁ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇସାରିଛି, କିନ୍ତୁ ଗବେଷକମାନେ ବର୍ତ୍ତମାନ ଏହାକୁ ଆହୁରି ଉପଯୋଗ କରିବାର ଉପାୟ ଖୋଜୁଛନ୍ତି। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଏକ ମାଇକ୍ରୋମ୍ୟାଗନେଟର ଭୋର୍ଟେକ୍ସ କୋର ଏବଂ ଡୋମେନର ଚୁମ୍ବକୀୟ ଦିଗକୁ 0 ଏବଂ 1 ରୂପରେ ସୂଚନା ଏନକୋଡ୍ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରେ।
ଗବେଷକମାନେ ଏବେ ଏହି କାର୍ଯ୍ୟକୁ ଆଣ୍ଟି-ଫେରୋମ୍ୟାଗ୍ନେଟିକ୍ ସାମଗ୍ରୀ ସହିତ ପୁନରାବୃତ୍ତି କରିବାକୁ ଲକ୍ଷ୍ୟ ରଖିଛନ୍ତି, ଯେଉଁଠାରେ ବ୍ୟକ୍ତିଗତ ଚୁମ୍ବକୀୟ ମୁହୂର୍ତ୍ତଗୁଡ଼ିକର ନେଟ୍ ପ୍ରଭାବ ବାତିଲ ହୋଇଯାଏ। କମ୍ପ୍ୟୁଟିଂ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଏଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରତିଶ୍ରୁତିପୂର୍ଣ୍ଣ - ତତ୍ତ୍ୱଗତ ଭାବରେ, ଆଣ୍ଟି-ଫେରୋମ୍ୟାଗ୍ନେଟିକ୍ ସାମଗ୍ରୀ ଏପରି ଡିଭାଇସ୍ ତିଆରି କରିବାରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ ଯାହା କମ୍ ଶକ୍ତି ଆବଶ୍ୟକ କରେ ଏବଂ ଶକ୍ତି ହରାଇଲେ ମଧ୍ୟ ସ୍ଥିର ରହିଥାଏ - କିନ୍ତୁ ତଦନ୍ତ କରିବା ବହୁତ କଷ୍ଟକର କାରଣ ସେମାନେ ଉତ୍ପାଦନ କରୁଥିବା ସଙ୍କେତଗୁଡ଼ିକ ବହୁତ ଦୁର୍ବଳ ହେବ।
ସେହି ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ସତ୍ତ୍ୱେ, ଫୋଲଭେନ୍ ଆଶାବାଦୀ। "ଆମେ ନମୁନା ତିଆରି କରିପାରିବା ଏବଂ ଏକ୍ସ-ରେ ସାହାଯ୍ୟରେ ସେଗୁଡ଼ିକୁ ଦେଖିପାରିବା ଦେଖାଇ ଆମେ ପ୍ରଥମ ଭୂମି କଭର କରିଛୁ," ସେ କୁହନ୍ତି। "ପରବର୍ତ୍ତୀ ପଦକ୍ଷେପ ହେବ ଦେଖିବା ଯେ ଆମେ ଏକ ଆଣ୍ଟି-ଫେରୋମ୍ୟାଗ୍ନେଟିକ୍ ସାମଗ୍ରୀରୁ ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ସଂକେତ ପାଇବା ପାଇଁ ଯଥେଷ୍ଟ ଉଚ୍ଚ ଗୁଣବତ୍ତାର ନମୁନା ତିଆରି କରିପାରିବା କି ନାହିଁ।"
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ମଇ-୧୦-୨୦୨୧