ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಬಿಸಿ ಭಾಗದಿಂದ ತಣ್ಣನೆಯ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ತಳ್ಳುವ ಬಲವನ್ನು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೇಲ್ ಮಾದರಿಗಳ ನಿರಂತರ ಎಳೆಯುವಿಕೆಯಿಂದ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೊಬೈಲ್ ಫೋನ್‌ನಂತಹ ಸಾಧನದಲ್ಲಿ ಮೈಕ್ರೊ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಕಂಡುಬಂದಾಗ, ಪರಮಾಣುಗಳು ವಲಸೆ ಹೋಗಬಹುದು ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಕಳಪೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಪರ್ಕಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಥರ್ಮೋಮಿಗ್ರೇಷನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಈ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೇಲ್ ಟ್ರ್ಯಾಕಿಂಗ್, ಚಲನೆಯ ಚಾಲನಾ ಅಂಶವಾಗಿ ಪ್ರಸರಣ-ಪ್ರೇರಿತ ಬಲವನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ. ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಆಳವಿಲ್ಲದ ತಗ್ಗುಗಳನ್ನು ಅಥವಾ "ಜಲಾನಯನ" ಗಳನ್ನು ನೋಡಿದರು, ಅದು ಚದರ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡಿತು, ಅದು ಒಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಬಿಸಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ತಂಪಾಗುತ್ತದೆ. ಅವರು ಬೇಸಿನ್‌ಗಳಾದ್ಯಂತ ಚಲಿಸುವಾಗ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಪರಮಾಣುಗಳ ಚಲನೆಯನ್ನು ವೀಕ್ಷಿಸಿದರು.
ಹೊರತೆಗೆಯಲಾದ ಬಲ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಾಮಾನ್ಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಸಹಾಯದಿಂದ ನ್ಯಾನೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್‌ಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಇತರ ಸಂಶೋಧಕರು ಹೊಸ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಬಹುದು.
ಎರಡು ಸ್ಥಳಗಳ ನಡುವಿನ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ (ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ) ಥರ್ಮೋಮಿಗ್ರೇಷನ್ ಒಂದು ಪ್ರದೇಶದಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ಎಷ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. Aix-Marseille ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಲೆರಾಯ್ ಪ್ರಕಾರ, ಇಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಥರ್ಮಲ್ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಸಮಯವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುತ್ತಾರೆ. ಆದರೆ ಈ ಆಂದೋಲನಕ್ಕೆ ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ಮೂಲಭೂತ ವಿಚಾರಗಳನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿಲ್ಲ ಎಂದು ಲೆರಾಯ್ ವಾದಿಸುತ್ತಾರೆ. "ಚಲನೆಯನ್ನು ನಡೆಸುವ ಬಲದ ನಿಖರವಾದ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಲು ವಲಸೆಯನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ನಾವು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸುತ್ತೇವೆ."
ಪರಮಾಣು ಚಲನೆಯನ್ನು ರೆಕಾರ್ಡ್ ಮಾಡಲು, ಲೆರಾಯ್ ಮತ್ತು ಅವನ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು 9 ಮಿಮೀ ಅಗಲವಿರುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಸಮತಟ್ಟಾದ, ಏಕರೂಪದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರು.
ಒಂದು ಕಡೆ ಶಾಖದ ಮೂಲವನ್ನು ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಕಡೆಗೆ ಶಾಖ ಸಿಂಕ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸರಿಸುಮಾರು 100 ° C ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಬಿಸಿಯಾದ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ತಂಪಾದ ಭಾಗಗಳಿಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ತಂಡವು ಭವಿಷ್ಯ ನುಡಿದಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಚಲನೆಯನ್ನು ನಿಜವಾಗಿ ನೋಡಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಪರಮಾಣುಗಳು ತುಂಬಾ ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸುವ ಕಾರಣ, ಲೆರಾಯ್ ವಿವರಿಸುತ್ತಾರೆ, "ನಾವು ಪರಮಾಣು ಚಲನೆಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಅಳೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ."
ಬದಲಾಗಿ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಒಂದು ಪರಮಾಣುವಿನ ಆಳದ ವೇಫರ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಖಿನ್ನತೆಯನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದರು. ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಈ ರಚನೆಗಳ ವಲಸೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸತತ ಛಾಯಾಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರು, ಹಲವಾರು ಮೈಕ್ರೊಮೀಟರ್ ಅಗಲ, ವೇಫರ್ನ ಬಿಸಿ ಅಂಚಿನ ಕಡೆಗೆ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ಸುಮಾರು 0,2 ನ್ಯಾನೋಮೀಟರ್‌ಗಳ ವೇಗದಲ್ಲಿ (nm/s).
ಜಲಾನಯನದ ಚಲನೆಯು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪರಮಾಣು ಪ್ರಸರಣದಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ವಿವರಿಸಿದ್ದಾರೆ. 2-ಆಯಾಮದ ಅನಿಲದಲ್ಲಿರುವಂತೆ, ಪರಮಾಣುಗಳು ಜಲಾನಯನದ ಬಿಸಿ ಗೋಡೆಯಿಂದ ಒಡೆಯುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಜಲಾನಯನದ ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತವಾಗಿ ಚಲಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಚದುರಿದ ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಜಲಾನಯನದ ತಣ್ಣನೆಯ ಗೋಡೆಯನ್ನು ತಲುಪಿದಾಗ, ಅದು ಪುನಃ ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು. ಒಟ್ಟಾರೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಜಲಾನಯನ ಗೋಡೆಗಳು ಶಾಖದ ಮೂಲದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ.
ಈ ಪ್ರಸರಣ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸರಿಸುಮಾರು 108 eV/nm ನ ಥರ್ಮೋಮಿಗ್ರೇಷನ್ ಬಲವನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಿದರು, ಇದು ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಶಕ್ತಿಗಳಿಗಿಂತ ಮಿಲಿಯನ್ ಪಟ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಮೈಕ್ರೋ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಇಳಿಜಾರುಗಳ ಕಾರಣ, ಥರ್ಮೋಮಿಗ್ರೇಷನ್ ಬಲವು ಇಲ್ಲಿ ಬಲವಾಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ಲೆರಾಯ್ ಸೂಚಿಸುತ್ತಾರೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಬಲವು ಎಷ್ಟು ಪ್ರಬಲವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ವಸ್ತುಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ತಂಡವು ಗುರುತಿಸಿದ ಪ್ರಸರಣ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಥರ್ಮೋಮಿಗ್ರೇಷನ್‌ನ ಲಕ್ಷಣವಾಗಿದೆಯೇ ಎಂಬುದನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಬಹುದು.
ಜಪಾನಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಹಿಬಿನೊ ಅವರು ಪರಮಾಣು ಚಲನೆಯು ಸಾಕಷ್ಟು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಜಲಾನಯನಗಳ ನಡುವಿನ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ (ಸುಮಾರು 0,04 °C) ದತ್ತಾಂಶದಲ್ಲಿ ಜಲಾನಯನಗಳ ಚಲನೆಯು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಗೋಚರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಆಶ್ಚರ್ಯವಾಯಿತು. Hibino ಪ್ರಕಾರ, ಉತ್ತಮವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಲೇಖಕರಿಗೆ ಸವಾಲಿನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಥರ್ಮೋಮಿಗ್ರೇಷನ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಹೊರತೆಗೆಯಲು ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟವು.
ಫ್ರೆಂಚ್ ಮಂದಗೊಳಿಸಿದ ಮ್ಯಾಟರ್ ಸಿದ್ಧಾಂತಿ ಒಲಿವಿಯರ್ ಪಿಯರೆ-ಲೂಯಿಸ್ ಪ್ರಕಾರ ಈ ಕೆಲಸವು "ಸುಂದರವಾದ ತಾಂತ್ರಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ" ಮತ್ತು "ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅಳತೆಗಳು ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿಯಾಗಿದೆ" ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಆದರೂ, ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆ ಅಗತ್ಯವಿದೆ ಎಂದು ಅವರು ಭಾವಿಸುತ್ತಾರೆ. ಅವರ ಪ್ರಕಾರ, ಥರ್ಮೋಮೈಗ್ರೇಷನ್‌ನ ಉತ್ತಮ ತಿಳುವಳಿಕೆಯು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಚಲಿಸಲು ಶಾಖದ ಇಳಿಜಾರುಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ನ್ಯಾನೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹೊಸ ವಿಧಾನಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. "ಅವರ ಕಾಗದಕ್ಕೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು, ಯಾವುದು ಸಾಧ್ಯ ಮತ್ತು ಯಾವುದು ಅಲ್ಲ ಎಂದು ಹೇಳಲು ನಾವು ಈಗ ಸಂಖ್ಯೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದೇವೆ" ಎಂದು ಪಿಯರೆ-ಲೂಯಿಸ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.
📩 17/09/2023 19:03