स्पिनमेक्ट्रोनिक्स: Difference between revisions

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स्पिनमेक्ट्रोनिक्स /ˌspɪnəmɛkəˈtrɒnɪks/ स्पिन (भौतिकी) के शोषण से संबंधित अनुसंधान के लिए उभरते हुए क्षेत्र का उल्लेख करती है - इस प्रकार से निर्भर करने वाली घटनाएं और विद्युत यांत्रिक, चुंबकीय यांत्रिक, ध्वनिक-यांत्रिक और स्वयांत्रिक यूक्ति के साथ संयोजन के रूप में स्थापित स्पिन ट्रॉनिक पद्धतियां और प्रौद्योगिकियां उपयोग की जाती हैं। विशेष रूप से स्पिनमेकाट्रोनिक्स (या स्पिन मेक्ट्रोनिक्स) स्पिन (भौतिकी) भौतिकी और स्पिन ट्रॉनिक के साथ सूक्ष्म और नैनो-मेक्ट्रोनिक यूक्ति के एकीकरण से संबंधित है।

इतिहास और उत्पत्ति

जबकि स्पिनमेक्ट्रोनिक्स को हाल ही में मान्यता मिली है [1] इस प्रकार 2008 में स्वतंत्र क्षेत्र के रूप में हाइब्रिड स्पिन (भौतिकी)-यांत्रिक प्रणाली विकास उन्नीस-नब्बे के दशक का प्रारंभ हुआ था,[2] इक्कीसवीं सदी के मोड़ पर उभरने वाले स्पिंट्रोनिक्स और माइक्रो मैकेनिक्स के संयोजन वाले उपकरणों के साथ इसका प्रचलन था।

सबसे लंबे समय तक स्थापित स्पिनमेक्ट्रोनिक प्रणालियों में से चुंबकीय अनुनाद बल माइक्रोस्कोप या एमआरएफएम है। सबसे पहले 1991 के सेमिनल पेपर में जेए सिडल्स द्वारा प्रस्तावित [2]- और चूंकि कई अंतरराष्ट्रीय शोध समूहों द्वारा सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक रूप से बड़े पैमाने पर विकसित किया गया है[3][4] - इस प्रकार एमआरएफएम उत्तेजित परमाणु, प्रोटॉन या इलेक्ट्रॉन स्पिन (भौतिकी) प्रणाली के लिए चुंबकीय रूप से लोड किए गए माइक्रो-यांत्रिक कैंटिलीवर को जोड़कर संचालित होता है। एमआरएफएम अवधारणा प्रभावी रूप से परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ परमाणु बल माइक्रोस्कोपी (परमाणु बल माइक्रोस्कोपी) को जोड़ती है, जिससे कि अद्वितीय संवेदनशीलता का स्पेक्ट्रोस्कोपिक उपकरण प्रदान किया जा सके। इस प्रकार नैनोमीटर रिज़ॉल्यूशन संभव है, और तकनीक संभावित रूप से अल्ट्रा-हाई सेंसिटिविटी, अल्ट्रा-हाई रिज़ॉल्यूशन चुंबकीय, बायोकेमिकल, बायोमेडिकल और क्लिनिकल डायग्नोस्टिक्स का आधार बनाती है।

संवेदन अनुप्रयोगों के लिए माइक्रोमैकेनिक्स और स्थापित स्पिंट्रोनिक्स प्रौद्योगिकियों की सहक्रिया पिछले दशक के सबसे महत्वपूर्ण स्पिनमेक्ट्रोनिक विकासों में से है। इस शताब्दी के प्रारंभ में, चुंबकीय प्रतिरोध तकनीकों को सम्मिलित करने वाले विरूपण (यांत्रिकी) सेंसर उभरे [5] और समान सिद्धांतों का दोहन करने वाले उपकरणों की विस्तृत श्रृंखला के 2015 तक अनुसंधान और वाणिज्यिक क्षमता का एहसास होने की संभावना है।

स्पिनमेक्ट्रोनिक्स में समकालीन नवाचार स्पिन (भौतिकी), स्पिंट्रोनिक्स और माइक्रो- और नैनो-मेक्ट्रोनिक्स में अत्याधुनिक विज्ञान की स्वतंत्र उन्नति को आगे बढ़ाता है और उनके एकीकरण की सुविधा और दोहन के लिए पूर्ण रूप से नए इंस्ट्रूमेंटेशन, नियंत्रण इंजीनियरिंग और फैब्रिकेशन तकनीकों के विकास को उत्प्रेरित करता है।

प्रमुख संवैधानिक प्रौद्योगिकियां

माइक्रो- और नैनो- वैद्युतयांत्रिकी

माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम: माइक्रो-इलेक्ट्रोमैकेनिक्स सिस्टम माइक्रो-मेक्ट्रोनिक्स के प्रमुख घटक हैं। माइक्रो-इलेक्ट्रोयांत्रिक सिस्टम हैं - जैसा कि नाम से पता चलता है - माइक्रोमीटर शासन या उससे कम में महत्वपूर्ण आयाम वाले उपकरण हैं।[6][7] इलेक्ट्रॉनिक और माइक्रोवेव सर्किटरी के साथ एकीकरण के लिए अत्यधिक अनुकूल, वे भौतिकी के सटीक मेक्ट्रोनिक्स के साथ अप्राप्य विद्युत-यांत्रिक कार्यात्मकताओं की कुंजी प्रदान करते हैं। बड़े पैमाने पर उत्पादित माइक्रोइलेक्ट्रोयांत्रिक सिस्टम उत्पादों का व्यावसायीकरण तेजी से गति पकड़ रहा है और इसमें प्रिंटर इंक-जेट तकनीक, 3डी एक्सलेरोमीटर, एकीकृत दबाव सेंसर और डिजिटल प्रकाश प्रसंस्करण (डीएलपी) डिस्प्ले सम्मिलित हैं। माइक्रोइलेक्ट्रोयांत्रिक सिस्टम्स फैब्रिकेशन और इंटीग्रेशन टेक्नोलॉजीज के अत्याधुनिक नैनो-इलेक्ट्रोमैकेनिक्स सिस्टम हैं[8] (नैनोइलेक्ट्रोयांत्रिक सिस्टम)। विशिष्ट उदाहरण माइक्रोमीटर लंबे, दसियों नैनोमीटर मोटे हैं, और यांत्रिक अनुनाद आवृत्तियां 100 मेगाहर्ट्ज तक पहुंच रही हैं। उनके छोटे भौतिक आयाम और द्रव्यमान (ऑर्डर पिको-ग्राम के) उन्हें कठोरता में परिवर्तन के प्रति अत्यधिक संवेदनशील बनाते हैं; यह, यांत्रिक और डेटा प्रोसेसिंग सिस्टम के साथ उनका तालमेल, और रासायनिक / जैविक अणुओं को जोड़ने का विकल्प, उन्हें अति उच्च-प्रदर्शन यांत्रिक, रासायनिक और जैविक संवेदन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।

स्पिन भौतिकी

स्पिन भौतिकी संघनित पदार्थ भौतिकी अनुसंधान का व्यापक और सक्रिय क्षेत्र है। इस संदर्भ में 'स्पिन (भौतिकी)' कुछ प्राथमिक कणों और परमाणु नाभिक की क्वांटम यांत्रिकी संपत्ति को संदर्भित करता है, और इस कारण घूर्णन की मौलिक यांत्रिकी की अवधारणा से भ्रमित नहीं होना चाहिए। इस प्रकार स्पिन भौतिकी परमाणु नाभिक, इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन परमाणु चुंबकीय अनुनाद, चुंबकत्व और प्रकाशिकी के कुछ क्षेत्रों का अध्ययन करती है। स्पिंट्रोनिक्स स्पिन भौतिकी की शाखा है। शायद स्पिन भौतिकी के दो सबसे प्रसिद्ध अनुप्रयोग चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (या चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग) और स्पिंट्रोनिक जायंट-मैग्नेटोरेसिस्टिव (जीएमआर (भौतिकी)) हार्ड डिस्क ड्राइव रीड हेड हैं।

स्पिंट्रोनिक्स

स्पिनट्रोनिक मैग्नेटोरेसिस्टेंस प्रमुख वैज्ञानिक और व्यावसायिक सफलता की कहानी है। आज अधिकांश परिवारों के पास स्पिंट्रोनिक उपकरण है: जायंट-मैग्नेटोरेसिस्टिव (जीएमआर) हार्ड डिस्क ड्राइव उनके कंप्यूटर में हेड रीड करता है। जिस विज्ञान ने इस अभूतपूर्व व्यावसायिक अवसर को जन्म दिया - और भौतिकी के लिए 2007 का नोबेल पुरस्कार अर्जित किया - यह मान्यता थी कि विद्युत वाहक विद्युत आवेश और स्पिन (भौतिकी) दोनों की विशेषता है।[9][10][11] आज, टनल चुंबकीय प्रतिरोध या टनलिंग-मैग्नेटोरेसिस्टेंस (टीएमआर) - जो इलेक्ट्रॉन क्वांटम टनलिंग की अनुमति देने या मना करने के लिए लेबल के रूप में इलेक्ट्रॉन स्पिन का उपयोग करता है[12] - हार्ड डिस्क बाजार पर हावी है और चुंबकीय तर्क उपकरणों और बायोसेंसर जैसे विविध क्षेत्रों में खुद को तेजी से स्थापित कर रहा है।[13] चल रहे विकास टीएमआर उपकरणों की सीमाओं को नैनोस्कोपिक स्केल की ओर धकेल रहे हैं।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ "स्पिनमेक्ट्रोनिक्स परिचय". Archived from the original on 2011-07-28. Retrieved 2022-07-22.
  2. ↑ 2.0 2.1 Sidles, J. A. (1991-06-17). "Noninductive detection of single‐proton magnetic resonance". Applied Physics Letters. AIP Publishing. 58 (24): 2854–2856. Bibcode:1991ApPhL..58.2854S. doi:10.1063/1.104757. ISSN 0003-6951.
  3. ↑ Rugar, D.; Budakian, R.; Mamin, H. J.; Chui, B. W. (2004). "चुंबकीय अनुनाद बल माइक्रोस्कोपी द्वारा सिंगल स्पिन डिटेक्शन". Nature. Springer Science and Business Media LLC. 430 (6997): 329–332. Bibcode:2004Natur.430..329R. doi:10.1038/nature02658. ISSN 0028-0836. PMID 15254532. S2CID 4346337.
  4. ↑ de Loubens, G.; Naletov, V. V.; Klein, O.; Youssef, J. Ben; Boust, F.; Vukadinovic, N. (2007-03-19). "Magnetic Resonance Studies of the Fundamental Spin-Wave Modes in Individual SubmicronCu/NiFe/Cu Perpendicularly Magnetized Disks". Physical Review Letters. American Physical Society (APS). 98 (12): 127601. arXiv:cond-mat/0606245. Bibcode:2007PhRvL..98l7601D. doi:10.1103/physrevlett.98.127601. ISSN 0031-9007. PMID 17501155. S2CID 27535109.
  5. ↑ Löhndorf, M.; Duenas, T.; Tewes, M.; Quandt, E.; Rührig, M.; Wecker, J. (2002-07-08). "चुंबकीय टनलिंग जंक्शनों पर आधारित अत्यधिक संवेदनशील स्ट्रेन सेंसर". Applied Physics Letters. AIP Publishing. 81 (2): 313–315. Bibcode:2002ApPhL..81..313L. doi:10.1063/1.1483123. ISSN 0003-6951.
  6. ↑ "What is MEMS Technology?". www.memsnet.org. Archived from the original on 20 February 2002. Retrieved 14 January 2022.
  7. ↑ "घर". jwnc.gla.ac.uk.
  8. ↑ "नैनोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम भविष्य का सामना करते हैं - भौतिकी विश्व - Physicsworld.com". physicsworld.com. Archived from the original on 18 October 2007. Retrieved 14 January 2022.
  9. ↑ Baibich, M. N.; Broto, J. M.; Fert, A.; Van Dau, F. Nguyen; Petroff, F.; et al. (1988-11-21). "Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices". Physical Review Letters. American Physical Society (APS). 61 (21): 2472–2475. Bibcode:1988PhRvL..61.2472B. doi:10.1103/physrevlett.61.2472. ISSN 0031-9007. PMID 10039127.
  10. ↑ "The Nobel Prize in Physics 2007".
  11. ↑ "संग्रहीत प्रति" (PDF). nobelprize.org. Archived from the original (PDF) on 5 November 2007. Retrieved 14 January 2022.
  12. ↑ Moodera, J. S.; Kinder, Lisa R.; Wong, Terrilyn M.; Meservey, R. (1995-04-17). "फेरोमैग्नेटिक थिन फिल्म टनल जंक्शनों में कमरे के तापमान पर बड़ा मैग्नेटोरेसिस्टेंस". Physical Review Letters. American Physical Society (APS). 74 (16): 3273–3276. Bibcode:1995PhRvL..74.3273M. doi:10.1103/physrevlett.74.3273. ISSN 0031-9007. PMID 10058155.
  13. ↑ Schotter, J.; Kamp, P.B.; Becker, A.; Puhler, A.; Brinkmann, D.; et al. (2002). "मैग्नेटोरेसिस्टिव सेंसर पर आधारित एक बायोचिप". IEEE Transactions on Magnetics. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). 38 (5): 3365–3367. Bibcode:2002ITM....38.3365S. doi:10.1109/tmag.2002.802290. ISSN 0018-9464.


बाहरी संबंध

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