दिशा पर निर्भर विद्युत चालकता: Altermagnet CrSb में खोजी गई क्रांतिकारी गुणधर्म

वैज्ञानिकों ने हाल ही में चुंबकीय पदार्थों की एक नई श्रेणी Altermagnets में एक अद्वितीय और असामान्य व्यवहार की खोज की है, जो आने वाले समय में इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के डिज़ाइन में क्रांति ला सकता है। Altermagnets पारंपरिक फेरोमैग्नेट (जैसे फ्रिज मैग्नेट) और एंटीफेरोमैग्नेट (जो अपनी चुंबकीयता को आपस में निष्क्रिय कर देते हैं) दोनों के सर्वोत्तम गुणों को समेटे होते हैं।

CrSb: दिशा-निर्भर द्वैध चालकता वाला अनोखा पदार्थ

• भारत के एस एन बोस नेशनल सेंटर फॉर बेसिक साइंसेज (SNBNCBS) के वैज्ञानिकों ने Chromium Antimonide (CrSb) नामक Altermagnet में विद्युत और तापीय प्रवाह का एक अभूतपूर्व गुण देखा है।
• CrSb में विद्युत प्रवाह की दिशा बदलने पर इसका चालक स्वरूप भी बदल जाता है:
  • जब विद्युत धारा क्रिस्टल की सतह के समानांतर बहती है, तो इलेक्ट्रॉन्स (n-type) द्वारा वहन होता है।
  • वहीं, जब धारा सतह के लंबवत (perpendicular) बहती है, तो होल्स (p-type) द्वारा वहन होता है।

इस Direction-Dependent Conduction Polarity (DDCP) की घटना अत्यंत दुर्लभ है और यह CrSb को n-type और p-type दोनों प्रकार का गुणधर्म प्रदान करता है — एक ही पदार्थ में, बिना किसी बाहरी डोपिंग या अलग सामग्री के उपयोग के।

खबर से जुड़े जीके तथ्य

• Altermagnets: नई श्रेणी के मैग्नेटिक पदार्थ, जो कोई बाहरी चुंबकीय गुण नहीं दिखाते, लेकिन अंदरुनी इलेक्ट्रॉन स्पिन संरचना बहुत उपयोगी होती है।
• Spintronics: इलेक्ट्रॉन्स के चार्ज की जगह उनके स्पिन का उपयोग करने वाली अगली पीढ़ी की इलेक्ट्रॉनिक तकनीक।
• CrSb (Chromium Antimonide): एक धात्विक Altermagnet, जो 30 गुना कमरे के तापमान तक चुंबकीय आदेश बनाए रखता है।
• n-type / p-type: अर्धचालक भौतिकी में दो प्रमुख प्रकार के कंडक्टर्स; n-type में इलेक्ट्रॉन्स और p-type में होल्स (इलेक्ट्रॉन्स की अनुपस्थिति) प्रमुख कंडक्शन कैरियर्स होते हैं।

संभावित उपयोग और लाभ

• पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे सोलर सेल, थर्मोइलेक्ट्रिक उपकरणों में p-type और n-type दोनों की आवश्यकता होती है, जिसे सामान्यतः विभिन्न पदार्थों के मिश्रण या डोपिंग से प्राप्त किया जाता है।
• CrSb की स्वतः n और p प्रकार में परिवर्तनशीलता से उपकरणों को अधिक सरल, कॉम्पैक्ट और सस्ते तरीके से बनाया जा सकता है।
• यह पदार्थ पृथ्वी में प्रचुर मात्रा में मिलने वाले और विषरहित तत्त्वों से बना है, जिससे यह पर्यावरणीय दृष्टि से भी अनुकूल है।

निष्कर्ष

CrSb जैसे Altermagnets की खोज और उसमें देखे गए DDCP जैसे गुण भविष्य के इलेक्ट्रॉनिक और स्पिनट्रॉनिक उपकरणों के विकास के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। इससे न केवल डिवाइस आर्किटेक्चर सरल होगा, बल्कि ऊर्जा दक्षता भी बेहतर होगी। यह खोज भारत के वैज्ञानिक योगदान को वैश्विक स्तर पर नवाचार की अग्रिम पंक्ति में स्थापित करती है और भारतीय विज्ञान की बढ़ती प्रासंगिकता को भी दर्शाती है।