ಇಂಗಾಲದ_ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌
ವಿದ್ಯುತ್ ಮಂಡಲದಲ್ಲಿನ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು
ವಿದ್ಯುತ್ ಮಂಡಲಗಳ ಮಾದರಿ ಭಾಗಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವಲ್ಲಿ ನೆರವಾಗುವ ಅನೇಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳು ಹೊಂದಿವೆ. ರೂಢಿಯಲ್ಲದ ಒಂದು ಪ್ರಸಕ್ತ ವಹನ ವಿಧಾನವೊಂದಕ್ಕೆ ಅವು ನೀಡಿರುವ ಅನನ್ಯ ಆಯಾಮಗಳೇ ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳು ಬಲಿಷ್ಠ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನು-ಫೊನಾನ್‌ ಅನುರಣನದ ಪ್ರದರ್ಶಕ ಗುಣವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಸ್‌ ತರಂಗಾಂತರಗಳಲ್ಲಿ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಏಕಮುಖ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ (DC) ಪ್ರವೃತ್ತಿ ಮತ್ತು ಕಲಬೆರಕೆಯ ಸ್ಥಿತಿಗಳಡಿಯಲ್ಲಿ, ಅವುಗಳ ಪ್ರಸಕ್ತ ಮತ್ತು ಸರಾಸರಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನು ವೇಗವಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲದೇ, ನಾಳದ ಮೇಲಿನ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಓಲಾಡುತ್ತಿರುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಆಂದೋಲನವನ್ನುಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಈ ಪ್ರದರ್ಶಕ ಗುಣವು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. . ಈ ಅನುರಣನಗಳನ್ನು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಸ್‌ ಮೂಲಗಳು ಅಥವಾ ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಸಮರ್ಥವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದಾಗಿದೆ. ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ ಆಧಾರಿತ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಕೊಠಡಿಯ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವಂತೆ ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅವುಗಳು ಏಕ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನನ್ನು ಬಳಸಿ, ಡಿಜಿಟಲ್‌ ಸ್ವರೂಪದಲ್ಲಿ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಬೃಹತ್‌ ಪ್ರಮಾಣದ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಕೊರತೆಯು ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಿರುವ ಪ್ರಮುಖ ಅಡಚಣೆಯಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಿಲಿಕಾನ್‌ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಂತೆ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಬೃಹತ್‌ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಹೇಗೆ ಬೆಳೆಯಬಹುದೆಂಬುದನ್ನು 2001ರಲ್ಲಿ IBMನ ಸಂಶೋಧಕರು ಪ್ರಾತ್ಯಕ್ಷಿಕೆಯ ರೂಪದಲ್ಲಿ ತಿಳಿಸಿದ್ದಾರೆ. "ರಚನಾತ್ಮಕ ನಷ್ಟ" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ವೇಫರ್‌ ಮೇಲಿನ ಹಾನಿಗೊಂಡ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ನಷ್ಟವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. IBM ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಹತ್ತು ಬಿಲಿಯನ್‌ಗಿಂತಲೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ ಕೂಡುಕೇಂದ್ರಗಳೊಂದಿಗಿನ ಏಕ ಚಿಪ್‌ ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಫೋಟೊಲಿಥೋಗ್ರಾಫಿ ಸಾಧನದ ಬಳಕೆಯಿಂದ, ಸರಿಯಾಗಿ ಜೋಡಿಸದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳನ್ನು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದೆಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದ್ದಾರೆ. ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ ಅಂತರ್ಗತಗೊಸಲಿಲಾದ ಮೊಟ್ಟಮೊದಲ ಸ್ಮೃತಿ ಮಂಡಲವನ್ನು (ಮೆಮರಿ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌) 2004ರಲ್ಲಿ ರಚಿಸಲಾಯಿತು. ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಇದರಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರಮುಖ ಸವಾಲುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನಾಧರಿಸಿ, ಅದು ಒಂದು ಸರಳ ವಾಹಕ ಅಥವಾ ಅರೆವಾಹಕದಂತೆ ವರ್ತಿಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅರೆವಾಹಕ ಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಒಂದು ಸಂಪೂರ್ಣ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇತ್ತೀಚೆಗಷ್ಟೇ ಡ್ಯೂಕ್‌ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ ಮತ್ತು ಪೀಕಿಂಗ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದಲ್ಲಿರುವ ಅಮೆರಿಕಾದ ಮತ್ತು ಚೀನಾದ ಸಹಯೋಗದ ಸಂಶೋಧಕರ ತಂಡವು ಹೊಸ CVD ವಿಧಾನವೊಂದನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದೆ. ಇಥನಾಲ್‌ ಮತ್ತು ಮೆಥನಾಲ್‌ ಅನಿಲಗಳು ಹಾಗೂ ಕ್ವಾರ್ಟ್ಸ್‌ ತಲಗಳ ಒಂದು ಸಂಯೋಜನೆಯಿಂದಾಗಿ 95–98%ನಷ್ಟು ಅರೆವಾಹಕ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳ ಅಡ್ಡಲಾಗಿ ಜೋಡಿಸಿದ ಸರಣಿಯನ್ನು ಇದು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್‌ ಸಾಧನಗಳ ಬೃಹತ್‌ ಪ್ರಮಾಣದ ಉತ್ಪಾದನೆಗಾಗಿ ನಿಖರವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಿದ, 100% ಅರೆವಾಹಕ ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದರ ಅಂತಿಮ ಗುರಿಯೆಡೆಗೆ ಇದನ್ನು ಒಂದು ಬೃಹತ್ ಹೆಜ್ಜೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಮಾಡಲು ಇರುವ ಮತ್ತೊಂದು ವಿಧಾನವೆಂದರೆ, ಅವುಗಳ ಗೊತ್ತುಗುರಿಯಿಲ್ಲದ ಜಾಲಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದೇ ಆಗಿದೆ. ಹೀಗೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಅವುಗಳ ವಿದ್ಯುತ್‌ ಸ್ವರೂಪದ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳ ಪೈಕಿ ಎಲ್ಲದರ ಸರಾಸರಿಮಟ್ಟವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದು ಮತ್ತು ವೇಫರ್‌ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿನ ಬೃಹತ್‌ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಈ ವಿಧಾನದ ಸ್ವಾಮ್ಯದ ಹಕ್ಕುಪತ್ರವನ್ನು ನ್ಯಾನೊಮಿಕ್ಸ್‌ ಇಂಕ್‌ ಎಂಬ ಕಂಪನಿಯು ಮೊದಲು ಪಡೆದುಕೊಂಡಿತು (ಮೂಲ ಅರ್ಜಿಯ ದಿನಾಂಕ 2002ರ ಜೂನ್‌ ). ಸ್ವತಂತ್ರ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಮೂಲಕ 2003ರಲ್ಲಿ ಅಮೆರಿಕಾ ಸಂಯುಕ್ತ ಸಂಸ್ಥಾನ ನೌಕಾದಳ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯವು ಇದನ್ನು ಮೊದಲು ಪ್ರಕಟಿಸಿತು. ಈ ವಿಧಾನದಿಂದಾಗಿ ನ್ಯಾನೊಮಿಕ್ಸ್‌ ಕಂಪನಿಯು ಬಾಗುವ ಮತ್ತು ಪಾರದರ್ಶಕ ಮೇಲ್ಮೈ ಮೇಲಿನ ಮೊದಲ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು. ಎಲೆಕ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ (ಸ್ಪಿಂಟ್ರೋನಿಕ್‌) ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ನೆರವಾಗುವ ಅಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಲೋಹದ (Fe, Co) ನ್ಯಾನೊಕಣಗಳ ಮೇಲೆ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬೆಳೆಸಲಾಗುವುದು. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಅಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ವಲಯದಿಂದ ವಲಯ ಪ್ರಭಾವದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಮೂಲಕದ ವಿದ್ಯುತ್‌ನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದನ್ನು ಇಂಥ ಏಕ-ಟ್ಯೂಬ್‌ನ ನ್ಯಾನೊರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಯಿತು. ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ಗಳ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್‌ ಮಂಡಲಗಳ ಉಷ್ಣತೆಯ ನಿರ್ವಃಣೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದಾಗಿದೆ. ಸುಮಾರು 1 mm–ದಪ್ಪವಿರುವ ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌‌ ಪದರವನ್ನು ಶೀತಕಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಒಂದು ವಿಶೇಷ ಸಾಮಗ್ರಿಯಾಗಿ ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಈ ಸಾಮಗ್ರಿಯು ಅತಿ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರೆತೆಯನ್ನು, ಅಂದರೆ ಇದೇ ರೀತಿಯ ತಾಮತ್ರದ ಸಂರಚನೆಗಿಂತ ~20 ಪಟ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಿರುವ ತೂಕವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ತಂಪಾದಿಸುವ ಗುಣಗಳು ಈ ಎರಡೂ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳಿಗೂ ಒಂದೇ ತೆರನಾಗಿರುತ್ತವೆ.