ಪರಮಾಣು ಮಟ್ಟದ ವಸ್ತು ಬೆಳವಣಿಗೆಯಿಂದ ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಣೆ, ಫೋಟೋನಿಕ್ಸ್, ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿನ ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿ ಅನ್ವಯಗಳವರೆಗೆ, ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಿ.
ಕಾಲ್ಪನಿಕ ಕಥೆಯಿಂದ ವಾಸ್ತವಕ್ಕೆ: ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ರಚಿಸುವ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್
'ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ' ಎಂಬ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕಾಲ್ಪನಿಕ ಕಥೆಗಳಿಂದ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಮೂಡಿಸುತ್ತದೆ: ಹೊಳೆಯುವ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಗಗನನೌಕೆಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ನೀಡುವುದು, ವಿಶಾಲವಾದ, ಅರೆಪಾರದರ್ಶಕ ಗ್ರಂಥಾಲಯಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಚೀನ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವುದು, ಅಥವಾ ಅನ್ಯಲೋಕದ ಕೋಟೆಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುವುದು. ಈ ಚಿತ್ರಣಗಳು ಕಾಲ್ಪನಿಕವಾಗಿದ್ದರೂ, ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ವಾಸ್ತವತೆಯು ಕಡಿಮೆ ಗಮನಾರ್ಹವಲ್ಲ. ಇದು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ, ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನದ ಮೂಲಭೂತ ತತ್ವಗಳಲ್ಲಿ ಬೇರೂರಿರುವ ವೇಗವಾಗಿ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತಿರುವ ಕ್ಷೇತ್ರವಾಗಿದೆ. ಮ್ಯಾಜಿಕ್‌ನಿಂದ ದೂರವಿದ್ದು, ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ರಚಿಸುವುದು ಮಾನವನ ಜಾಣ್ಮೆ ಮತ್ತು ನಿಖರವಾದ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನ ವಿಜಯವಾಗಿದೆ, ಇದು ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯಿಂದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ವರೆಗಿನ ಉದ್ಯಮಗಳನ್ನು ಮರು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ಈ ಲೇಖನವು ಈ ಆಕರ್ಷಕ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಸಮಗ್ರ, ವೃತ್ತಿಪರ ಅವಲೋಕನವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ನಾವು ಈ ಸುಧಾರಿತ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವ ಹಿಂದಿನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ನಿಗೂಢೀಕರಿಸುತ್ತೇವೆ, ಅವುಗಳ ಅದ್ಭುತ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸುತ್ತೇವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ವ್ಯಾಪಕ ಅಳವಡಿಕೆಯ ಹಾದಿಯಲ್ಲಿರುವ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತೇವೆ. ಕಚ್ಚಾ ಅಂಶಗಳಿಂದ ಪರಿಪೂರ್ಣವಾಗಿ ರಚನಾತ್ಮಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳವರೆಗಿನ ಪ್ರಯಾಣದಲ್ಲಿ ನಮ್ಮೊಂದಿಗೆ ಸೇರಿ, ಇವು ನಮ್ಮ ತಾಂತ್ರಿಕ ಭವಿಷ್ಯದ ನಿರ್ಮಾಣದ ಬ್ಲಾಕ್‌ಗಳಾಗಲು ಸಿದ್ಧವಾಗಿವೆ.
ಅಡಿಪಾಯ: ಸ್ಫಟಿಕಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು
ನಾವು ಸ್ಫಟಿಕಗಳಿಂದ ನಿರ್ಮಿಸುವ ಮೊದಲು, ಅವು ಅತ್ಯಂತ ಮೂಲಭೂತ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಏನೆಂದು ನಾವು ಮೊದಲು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಯಾಣವು ಹೈಟೆಕ್ ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಶನ್ ಘಟಕದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಬದಲಿಗೆ ಸ್ಫಟಿಕಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನದ ತತ್ವಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ.
ಸ್ಫಟಿಕ ಎಂದರೇನು? ಪರಮಾಣುಗಳ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪ
ಅದರ ಮೂಲದಲ್ಲಿ, ಸ್ಫಟಿಕವು ಒಂದು ಘನ ವಸ್ತುವಾಗಿದ್ದು, ಅದರ ಘಟಕ ಪರಮಾಣುಗಳು, ಅಣುಗಳು, ಅಥವಾ ಅಯಾನುಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಕ್ರಮಬದ್ಧವಾದ, ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ, ಅದು ಎಲ್ಲಾ ಮೂರು ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಆಯಾಮಗಳಲ್ಲಿ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಆಂತರಿಕ ರಚನೆಯನ್ನು ಸ್ಫಟಿಕ ಜಾಲಕ (crystal lattice) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಗಾಜಿನಂತಹ ಅಸ್ಫಾಟಿಕ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುವುದು ಈ ಪರಿಪೂರ್ಣ, ದೀರ್ಘ-ಶ್ರೇಣಿಯ ಕ್ರಮವೇ ಆಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಗಳು ಯಾದೃಚ್ಛಿಕವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ.
ಈ ನಿಖರವಾದ ಪರಮಾಣು ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪವು ಸ್ಫಟಿಕದ ವಿಶಿಷ್ಟ ಮತ್ತು ಅಮೂಲ್ಯವಾದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೂಲವಾಗಿದೆ. ಪರಮಾಣುಗಳ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಜೋಡಣೆಯು ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಬೆಳಕು, ವಿದ್ಯುತ್, ಶಾಖ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಒತ್ತಡದೊಂದಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ಫಟಿಕದ ರಚನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ, ನಾವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ, ಊಹಿಸಬಹುದಾದ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಅಪೇಕ್ಷಣೀಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬಹುದು.
ಪರಿಪೂರ್ಣತೆಯ ಅನ್ವೇಷಣೆ: ಶುದ್ಧತೆ ಮತ್ತು ದೋಷಗಳು
ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ, ಪರಿಪೂರ್ಣತೆಯು ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಸ್ಫಟಿಕ ಜಾಲಕದಲ್ಲಿನ ಸಣ್ಣ ಅಪೂರ್ಣತೆಯು ಅದರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಡ್ಡಿಪಡಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಸಾಧನವನ್ನು ನಿರುಪಯುಕ್ತಗೊಳಿಸಬಹುದು. ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಮತ್ತು ಇಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ದಣಿವರಿಯಿಲ್ಲದೆ ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಹಲವಾರು ರೀತಿಯ ಅಪೂರ್ಣತೆಗಳು ಅಥವಾ 'ದೋಷಗಳು' ಇವೆ:
- ಬಿಂದು ದೋಷಗಳು (Point Defects): ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಖಾಲಿ ಸ್ಥಾನಗಳು (ಕಾಣೆಯಾದ ಪರಮಾಣು), ತೆರಪಿನ ಪರಮಾಣುಗಳು (ಜಾಲಕದಲ್ಲಿ ಹಿಚುಕಿದ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪರಮಾಣು), ಮತ್ತು ಅಶುದ್ಧ ಪರಮಾಣುಗಳು (ಸ್ಥಳೀಯ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ವಿದೇಶಿ ಪರಮಾಣು) ಸೇರಿವೆ.
- ರೇಖಾ ದೋಷಗಳು (ಸ್ಥಳಪಲ್ಲಟಗಳು - Dislocations): ಇವು ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯೊಳಗೆ ತಪ್ಪಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುವ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ಸಾಲುಗಳಾಗಿವೆ.
- ಮೇಲ್ಮೈ ದೋಷಗಳು (Surface Defects): ಇವು ಬಾಹ್ಯ ಮೇಲ್ಮೈ ಮತ್ತು ಆಂತರಿಕ ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಸ್ಫಟಿಕದ ಗಡಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ.
ಆದಾಗ್ಯೂ, ಎಲ್ಲಾ 'ಅಶುದ್ಧತೆಗಳು' ಅನಪೇಕ್ಷಿತವಲ್ಲ. ಡೋಪಿಂಗ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಇಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಉದ್ದೇಶಪೂರ್ವಕವಾಗಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅಶುದ್ಧ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾದ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಫಟಿಕ ಜಾಲಕಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಈ ತಂತ್ರವು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಉದ್ಯಮದ ಮೂಲಾಧಾರವಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಫಾಸ್ಫರಸ್ ಅಥವಾ ಬೋರಾನ್‌ನಂತಹ ಅಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಡೋಪಿಂಗ್ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಎನ್-ಟೈಪ್ ಮತ್ತು ಪಿ-ಟೈಪ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ, ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿನ ಅನ್ವಯಗಳಿಗಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸಲು ಡೋಪಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.
ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ಯಾಲೆಟ್‌ನಲ್ಲಿನ ಪ್ರಮುಖ ವಸ್ತುಗಳು
ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ವಸ್ತುಗಳು ಆಧುನಿಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಆಧಾರವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದನ್ನು ಅದರ ವಿಶಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಗಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ:
- ಸಿಲಿಕಾನ್ (Si): ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನ ನಿರ್ವಿವಾದದ ರಾಜ. ಅದರ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಬೃಹತ್, ಅತಿ-ಶುದ್ಧ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಇದನ್ನು ವಾಸ್ತವಿಕವಾಗಿ ಎಲ್ಲಾ ಆಧುನಿಕ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ನ ಅಡಿಪಾಯವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
- ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ (SiO₂): ಒಂದು ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಫಟಿಕ, ಅಂದರೆ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು ಗಡಿಯಾರಗಳು, ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಮಯದ ಹೃದಯ ಬಡಿತಗಳಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಅತ್ಯಂತ ಸ್ಥಿರವಾದ ಆಂದೋಲಕಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಅವಶ್ಯಕವಾಗಿದೆ.
- ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ನೈಟ್ರೈಡ್ (GaN) & ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (SiC): ಇವು ವಿಶಾಲ-ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳಾಗಿವೆ. ಅವುಗಳ ದೃಢವಾದ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಗಳು ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್, ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಅವುಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಶಕ್ತಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್, 5G ಮೂಲಸೌಕರ್ಯ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಎಲ್ಇಡಿ ಬೆಳಕಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.
- ನೀಲಮಣಿ (Sapphire - Al₂O₃): ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ನ ಒಂದು ರೂಪವಾದ ನೀಲಮಣಿ, ನಂಬಲಾಗದಷ್ಟು ಗಟ್ಟಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ತರಂಗಾಂತರಗಳಲ್ಲಿ ಪಾರದರ್ಶಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಐಷಾರಾಮಿ ಗಡಿಯಾರಗಳು, ಸ್ಮಾರ್ಟ್‌ಫೋನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಮಿಲಿಟರಿ-ದರ್ಜೆಯ ಸಂವೇದಕಗಳಲ್ಲಿ ಗೀರು-ನಿರೋಧಕ ಕಿಟಕಿಗಳಿಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
- ಫ್ಯೂಸ್ಡ್ ಸಿಲಿಕಾ ಮತ್ತು ವಿಶೇಷ ಗ್ಲಾಸ್‌ಗಳು: ತಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಅಸ್ಫಾಟಿಕವಾಗಿದ್ದರೂ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ಶುದ್ಧತೆಯ ಫ್ಯೂಸ್ಡ್ ಸಿಲಿಕಾದಂತಹ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸುಧಾರಿತ ಅನ್ವಯಗಳಿಗಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಾವು ನೋಡುವಂತೆ, ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ 'ಸ್ಫಟಿಕ' ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಅವು ಕೇಂದ್ರವಾಗಿವೆ.
- ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ವಜ್ರಗಳು: ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (CVD) ಮೂಲಕ ಬೆಳೆದ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ವಜ್ರಗಳು ತೀವ್ರವಾದ ಗಡಸುತನ, ಯಾವುದೇ ವಸ್ತುವಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ ಮತ್ತು ವಿಶಿಷ್ಟ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಬಾಳಿಕೆ ಬರುವ ಕತ್ತರಿಸುವ ಉಪಕರಣಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಬಿಟ್‌ಗಳ (ಕ್ಯೂಬಿಟ್‌ಗಳು) ಹೋಸ್ಟ್‌ಗಳವರೆಗೆ ಎಲ್ಲದಕ್ಕೂ ಅವುಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ.
ರಚನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ: ಬಹು-ಹಂತದ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಅದ್ಭುತ
ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ರಚಿಸುವುದು ದ್ರವವನ್ನು ತಂಪಾಗಿಸುವ ಸರಳ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲ. ಇದು ತಾಪಮಾನ, ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಶುದ್ಧತೆಯ ಮೇಲೆ ತೀವ್ರ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಬಯಸುವ ಒಂದು ನಿಖರವಾದ, ಬಹು-ಹಂತದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಹಂತವು ಸಾಮಾನ್ಯ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತಾಂತ್ರಿಕ ಅದ್ಭುತಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಕೊಂಡಿಯಾಗಿದೆ.
ಹಂತ 1: ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಮೂಲ ಮತ್ತು ತೀವ್ರ ಶುದ್ಧೀಕರಣ
ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ, ಅದನ್ನು ಬೆರಗುಗೊಳಿಸುವ ಮಟ್ಟಿಗೆ ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಬೇಕು. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್-ದರ್ಜೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗೆ, ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಶುದ್ಧತೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 99.9999999% ("ಒಂಬತ್ತು-ನೈನ್ಸ್" ಅಥವಾ 9N ಶುದ್ಧತೆ ಎಂದು ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ) ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನದಾಗಿದೆ. ಇದರರ್ಥ ಪ್ರತಿ ಬಿಲಿಯನ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪರಮಾಣುಗಳಿಗೆ ಒಂದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ವಿದೇಶಿ ಪರಮಾಣು ಇರುತ್ತದೆ.
ಈ ಅತಿ-ಶುದ್ಧ ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಸೀಮೆನ್ಸ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (Siemens process). ಇದು ಮೆಟಲರ್ಜಿಕಲ್-ದರ್ಜೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ ಟ್ರೈಕ್ಲೋರೋಸಿಲೇನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಅನಿಲವನ್ನು ನಂತರ ಅಶುದ್ಧತೆಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ-ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಫಿಲಾಮೆಂಟ್‌ಗಳ ಮೇಲೆ ವಿಭಜಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಅತಿ-ಶುದ್ಧ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ದಪ್ಪ ಪದರವನ್ನು ಶೇಖರಿಸುತ್ತದೆ.
ಹಂತ 2: ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆ - ಬೀಜದಿಂದ ಗಟ್ಟಿರೂಪಕ್ಕೆ (Ingot)
ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತು ಶುದ್ಧವಾದ ನಂತರ, ಮುಂದಿನ ಸವಾಲು ಅದರ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಪರಿಪೂರ್ಣ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸುವುದು. ಇದನ್ನು ವಿವಿಧ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವಿಧಾನಗಳ ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ವಿಭಿನ್ನ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.
- ಚೊಕ್ರಾಲ್ಸ್ಕಿ (CZ) ವಿಧಾನ: ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಚಿಪ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ದೊಡ್ಡ, ಸಿಲಿಂಡರಾಕಾರದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಗಟ್ಟಿರೂಪಗಳನ್ನು (ingots) ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಇದು ಮುಖ್ಯವಾದ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಅತಿ-ಶುದ್ಧ ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಕರಗಿಸುವುದರೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಸಣ್ಣ, ಪರಿಪೂರ್ಣ 'ಬೀಜ ಸ್ಫಟಿಕ'ವನ್ನು ಕರಗಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಅದ್ದಿ, ನಂತರ ನಿಧಾನವಾಗಿ ತಿರುಗಿಸುತ್ತಾ ಮೇಲಕ್ಕೆ ಎಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬೀಜವನ್ನು ಹಿಂತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಕರಗಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅದರ ಮೇಲೆ ಘನೀಕರಿಸುತ್ತದೆ, ಅದರ ಪರಿಪೂರ್ಣ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯನ್ನು ನಕಲಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಫಲಿತಾಂಶವು 2 ಮೀಟರ್‌ಗಿಂತಲೂ ಹೆಚ್ಚು ಉದ್ದ ಮತ್ತು ನೂರಾರು ಕಿಲೋಗ್ರಾಂಗಳಷ್ಟು ತೂಕವಿರಬಹುದಾದ ಬೃಹತ್ ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ಗಟ್ಟಿರೂಪವಾಗಿದೆ ('ಬೌಲ್' ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ).
- ಹೈಡ್ರೋಥರ್ಮಲ್ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ: ಈ ವಿಧಾನವು ಭೂಮಿಯ ಆಳದಲ್ಲಿ ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಅನುಕರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ದೊಡ್ಡ ಸ್ಟೀಲ್ ಆಟೋಕ್ಲೇವ್‌ನಲ್ಲಿ ಅಧಿಕ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಅತಿ ಬಿಸಿಯಾದ ನೀರಿನಲ್ಲಿ (ಜಲೀಯ ದ್ರಾವಕ) ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಕರಗಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಬೀಜ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಆಟೋಕ್ಲೇವ್‌ನ ತಂಪಾದ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ರಾವಣವು ಪರಿಚಲನೆಯಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಕರಗಿದ ವಸ್ತುವು ಬೀಜಗಳ ಮೇಲೆ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುತ್ತದೆ, ಹಲವಾರು ವಾರಗಳಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ, ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಸುತ್ತದೆ.
- ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (CVD): ಕರಗುವಿಕೆ ಅಥವಾ ದ್ರಾವಣದಿಂದ ಬೆಳೆಯುವ ಬದಲು, CVD ಅನಿಲದಿಂದ ಪದರ ಪದರವಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುತ್ತದೆ. ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಕೋಣೆಗೆ ಪರಿಚಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಅನಿಲಗಳು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ ವಿಭಜಿಸುತ್ತವೆ, ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ವಸ್ತುವಿನ ತೆಳುವಾದ ಪದರವನ್ನು ಶೇಖರಿಸುತ್ತವೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ವಜ್ರ ಮತ್ತು ಎಲ್ಇಡಿಗಳಿಗೆ ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ನೈಟ್ರೈಡ್ (GaN) ನಂತಹ ಕರಗಲು ಕಷ್ಟಕರವಾದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಈ ವಿಧಾನವು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ.
ಹಂತ 3: ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣೆ - ಗಟ್ಟಿರೂಪದಿಂದ ಘಟಕಕ್ಕೆ
ಒಂದು ಕಚ್ಚಾ ಸ್ಫಟಿಕ ಗಟ್ಟಿರೂಪವು ಇನ್ನೂ ಬಳಸಬಹುದಾದ ತಾಂತ್ರಿಕ ಘಟಕವಲ್ಲ. ಅದನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಆಕಾರಗೊಳಿಸಬೇಕು, ಹೋಳು ಮಾಡಬೇಕು ಮತ್ತು ಹೊಳಪು ಮಾಡಬೇಕು.
ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗೆ, ಸಿಲಿಂಡರಾಕಾರದ ಗಟ್ಟಿರೂಪಗಳನ್ನು ಮೊದಲು ನಿಖರವಾದ ವ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ರುಬ್ಬಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ, ವಜ್ರದ ತುದಿಗಳ ಗರಗಸಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ, ಗಟ್ಟಿರೂಪವನ್ನು ವೇಫರ್‌ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ತೆಳುವಾದ, ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಡಿಸ್ಕ್‌ಗಳಾಗಿ ಹೋಳು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವೇಫರ್‌ಗಳು ಸಮಗ್ರ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವ ಅಡಿಪಾಯವಾಗಿದೆ.
ಅಂತಿಮ ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಹಂತವೆಂದರೆ ಹೊಳಪು ಮಾಡುವುದು. ವೇಫರ್ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ನಂಬಲಾಗದಷ್ಟು ನಯವಾದ ಮತ್ತು ಸಮತಟ್ಟಾಗಿಸಬೇಕು, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ರಾಸಾಯನಿಕ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸಮತಲಗೊಳಿಸುವಿಕೆ (CMP) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ ಯಾವುದೇ ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನವು, ಅದರ ಮೇಲೆ ನಂತರ ಮುದ್ರಿಸಲಾಗುವ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಹಾಳುಮಾಡಬಹುದು. 'ಪರಮಾಣು ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಸಮತಟ್ಟಾದ' ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು ಗುರಿಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಈ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ತೀವ್ರ ನಿಖರತೆಗೆ ಸಾಕ್ಷಿಯಾಗಿದೆ.
ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಎನ್‌ಕೋಡಿಂಗ್ ಮಾಡುವುದು: ಸ್ಫಟಿಕ ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಣೆಗೆ ಒಂದು ಜಿಗಿತ
ಬಹುಶಃ ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅತ್ಯಂತ ಆಕರ್ಷಕ ಅನ್ವಯವೆಂದರೆ ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನುಂಟುಮಾಡುವ ಅದರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ. ಸಂಶೋಧಕರು ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಮತ್ತು ಫ್ಲ್ಯಾಶ್-ಆಧಾರಿತ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯನ್ನು ಮೀರಿ, ಫ್ಯೂಸ್ಡ್ ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್‌ನಂತಹ ಬಾಳಿಕೆ ಬರುವ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ರಚನೆಯಲ್ಲಿಯೇ ಅಪಾರ ಪ್ರಮಾಣದ ಡೇಟಾವನ್ನು ಎನ್‌ಕೋಡ್ ಮಾಡಲು ಚಲಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಮಾನವೀಯತೆಯನ್ನು ಮೀರಿ ಬಾಳಿಕೆ ಬರುವಂತಹ ಶೇಖರಣಾ ಮಾಧ್ಯಮವನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತಿದೆ.
ಪರಿಕಲ್ಪನೆ: 5ಡಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಣೆ
ಸೌತಾಂಪ್ಟನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರಿಂದ ಪ್ರವರ್ತಿತವಾದ, 5ಡಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯು ನ್ಯಾನೋ-ರಚನಾತ್ಮಕ ಗಾಜಿನಲ್ಲಿ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಎನ್‌ಕೋಡ್ ಮಾಡುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ. '5ಡಿ' ಹೆಸರು ಡೇಟಾವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲು ಬಳಸುವ ಐದು ನಿಯತಾಂಕಗಳಿಂದ ಬಂದಿದೆ:
- ನ್ಯಾನೋರಚನೆಯ ಮೂರು ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ನಿರ್ದೇಶಾಂಕಗಳು (X, Y, Z ಸ್ಥಾನ).
- ನ್ಯಾನೋರಚನೆಯ ದೃಷ್ಟಿಕೋನ (ಕೋನ).
- ನ್ಯಾನೋರಚನೆಯ ಗಾತ್ರ (ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾಗಿ, ರಿಟಾರ್ಡನ್ಸ್).
ಗಾಜಿನೊಳಗಿನ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸಣ್ಣ ಬಿಂದುವಿಗೆ ಈ ಐದು ವೇರಿಯಬಲ್‌ಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಅತ್ಯಂತ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಅಪಾರ ಪ್ರಮಾಣದ ಡೇಟಾವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದು. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಿಡಿಯ ಗಾತ್ರದ ಒಂದೇ ಡಿಸ್ಕ್ ಸಂಭಾವ್ಯವಾಗಿ ನೂರಾರು ಟೆರಾಬೈಟ್‌ಗಳಷ್ಟು ಡೇಟಾವನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಬಹುದು.
ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ: ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಬರವಣಿಗೆ
ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ಒಡೆಯದೆ ಈ ಡೇಟಾವನ್ನು ಬರೆಯುವ ಕೀಲಿಯು ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಬಳಕೆಯಾಗಿದೆ. ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಎಂದರೆ ಒಂದು ಸೆಕೆಂಡಿನ ಒಂದು ಕ್ವಾಡ್ರಿಲಿಯನ್‌ನೇ (10⁻¹⁵) ಭಾಗ. ಈ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಚಿಕ್ಕ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯುತ ಬೆಳಕಿನ ನಾಡಿಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ.
ಪಾರದರ್ಶಕ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ (ಫ್ಯೂಸ್ಡ್ ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್‌ನಂತೆ) ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿದಾಗ, ನಾಡಿಯ ಶಕ್ತಿಯು ಸ್ಥಳ ಮತ್ತು ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದರೆ ಅದು ವಸ್ತುವಿನ ರಚನೆಯನ್ನು ಸಣ್ಣ, ಸ್ಥಳೀಯ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ, 'ವೋಕ್ಸೆಲ್' ಎಂಬ ನ್ಯಾನೋರಚನೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಗಮನಾರ್ಹ ಶಾಖವನ್ನು ಶೇಖರಿಸದೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಬಿರುಕುಗಳು ಮತ್ತು ಒತ್ತಡವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುತ್ತದೆ. ಲೇಸರ್ ಫೋಕಸ್ ಅನ್ನು ಚಲಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಲಕ್ಷಾಂತರ ವೋಕ್ಸೆಲ್‌ಗಳನ್ನು ಬರೆಯಬಹುದು, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಡೇಟಾದ ಬಿಟ್‌ನಂತೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.
ಡೇಟಾವನ್ನು ಮರಳಿ ಓದಲು, ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕ ಮತ್ತು ಪೋಲರೈಸರ್‌ನ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬೆಳಕು ಸ್ಫಟಿಕದ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ವೋಕ್ಸೆಲ್‌ನಿಂದ ಅದರ ಧ್ರುವೀಕರಣವು ಹೇಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ದೃಷ್ಟಿಕೋನ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರದ ಬಗ್ಗೆ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ಅದನ್ನು ನಂತರ ಬೈನರಿ ಡೇಟಾಗೆ ಡಿಕೋಡ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಭರವಸೆ: ಅಭೂತಪೂರ್ವ ದೀರ್ಘಾಯುಷ್ಯ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆ
ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪರಿಣಾಮಗಳು ದಿಗ್ಭ್ರಮೆಗೊಳಿಸುವಂತಿವೆ. ಫ್ಯೂಸ್ಡ್ ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ನಂಬಲಾಗದಷ್ಟು ಸ್ಥಿರವಾದ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ. ಇದು ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಜಡವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು 1,000 ° C ವರೆಗಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳಬಲ್ಲದು. ಈ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾದ ಡೇಟಾವು ಶತಕೋಟಿ ವರ್ಷಗಳವರೆಗೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಬಹುದೆಂದು ಅಂದಾಜಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ನಿಜವಾದ ಆರ್ಕೈವಲ್ ಶೇಖರಣಾ ಮಾಧ್ಯಮವನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಪ್ರಮುಖ ಸಂಸ್ಥೆಗಳ ಗಮನವನ್ನು ಸೆಳೆದಿದೆ:
- ಮೈಕ್ರೋಸಾಫ್ಟ್‌ನ ಪ್ರಾಜೆಕ್ಟ್ ಸಿಲಿಕಾ: ಮೈಕ್ರೋಸಾಫ್ಟ್ ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ಕ್ಲೌಡ್ ಸ್ಟೋರೇಜ್ ಆರ್ಕೈವ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತಿದೆ. ಅವರು 1978 ರ "ಸೂಪರ್‌ಮ್ಯಾನ್" ಚಲನಚಿತ್ರದಂತಹ ಪ್ರಮುಖ ಸಾಂಸ್ಕೃತಿಕ ಕೃತಿಗಳನ್ನು ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಗಾಜಿನ ತುಂಡಿನಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿ ಮತ್ತು ಹಿಂಪಡೆದಿದ್ದಾರೆ.
- ಆರ್ಕ್ ಮಿಷನ್ ಫೌಂಡೇಶನ್: ಈ ಲಾಭೋದ್ದೇಶವಿಲ್ಲದ ಸಂಸ್ಥೆಯು ಭವಿಷ್ಯದ ಪೀಳಿಗೆಗೆ ಮಾನವ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸಲು ಸಮರ್ಪಿತವಾಗಿದೆ. ಅವರು ತಮ್ಮ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ-ಆಧಾರಿತ ಆರ್ಕೈವ್‌ಗಳಲ್ಲಿ 5ಡಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸ್ಟೋರೇಜ್ ಡಿಸ್ಕ್‌ಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಅದರಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಚಂದ್ರನಿಗೆ ಕಳುಹಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಸಂಗ್ರಹಣೆಯನ್ನು ಮೀರಿದ ಅನ್ವಯಗಳು: ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ವಿಶಾಲ ವ್ಯಾಪ್ತಿ
ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಅನ್ವಯವಾಗಿದ್ದರೂ, ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಇತರ ಮುಂದಿನ-ಪೀಳಿಗೆಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಿಗೆ ಒಂದು ಮೂಲಭೂತ ಸಕ್ರಿಯಕಾರಕವಾಗಿದೆ.
ಫೋಟೋನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್
ಬೆಳಕಿನ ವಿಜ್ಞಾನವಾದ ಫೋಟೋನಿಕ್ಸ್, ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚು ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದೆ. ವಿಶೇಷವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ಗಳು, ಫಿಲ್ಟರ್‌ಗಳು, ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಪರಿವರ್ತಕಗಳಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು, ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ಮಾಡಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಬದಲು ಫೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ನ ಕನಸು, ಅಗಾಧ ವೇಗ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯ ಲಾಭಗಳನ್ನು ನೀಡಬಲ್ಲದು. ನಾನ್-ಲೀನಿಯರ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಈ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಹೃದಯಭಾಗದಲ್ಲಿವೆ, ಫೋಟಾನ್‌ಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತವೆ, ಇದು ಫೋಟೊನಿಕ್ ಲಾಜಿಕ್ ಗೇಟ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಹಂತವಾಗಿದೆ.
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಜಗತ್ತಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಸ್ಥಿರ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಿತ ಪರಿಸರದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಇದನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮಾಹಿತಿಯ ಮೂಲ ಘಟಕಗಳಾದ ಕ್ಯೂಬಿಟ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವ ಪ್ರಮುಖ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು, ಸ್ಫಟಿಕ ಜಾಲಕದಲ್ಲಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ದೋಷಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು. ವಜ್ರದಲ್ಲಿನ ನೈಟ್ರೋಜನ್-ವೇಕೆನ್ಸಿ (NV) ಕೇಂದ್ರವು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿದೆ. ಈ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಬಿಂದು ದೋಷ, ಅಲ್ಲಿ ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣು ವಜ್ರದ ಕಾರ್ಬನ್ ಜಾಲಕದಲ್ಲಿ ಖಾಲಿ ಜಾಗದ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿ ಕುಳಿತುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೋವೇವ್‌ಗಳಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದಾದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಮತ್ತು ಇದು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ ಸ್ಥಿರವಾದ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಕ್ಯೂಬಿಟ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.
ಹೆಚ್ಚಿನ-ಶಕ್ತಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಎಲ್ಇಡಿಗಳು
ಹಿಂದೆ ಹೇಳಿದಂತೆ, ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ನೈಟ್ರೈಡ್ (GaN) ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (SiC) ನಂತಹ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತಿವೆ. ಅವುಗಳ ಬಲವಾದ ಪರಮಾಣು ಬಂಧಗಳು ಮತ್ತು ವಿಶಾಲ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗ್ಯಾಪ್ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿಭಾಯಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹನಗಳಿಗೆ ಚಿಕ್ಕದಾದ, ವೇಗವಾದ ಮತ್ತು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿ-ಸಮರ್ಥ ಚಾರ್ಜರ್‌ಗಳು, ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜುಗಳು ಮತ್ತು ಇನ್ವರ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ಗೆ GaN ಅನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುವ ಅದೇ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಬೆಳಕಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದರಲ್ಲಿ ಅಸಾಧಾರಣವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿವೆ, ಅದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ಇದು ಆಧುನಿಕ ನೀಲಿ ಮತ್ತು ಬಿಳಿ ಎಲ್ಇಡಿಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಬಲ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ.
ನಿಖರ ಸಂವೇದಕಗಳು ಮತ್ತು ಮಾಪನಶಾಸ್ತ್ರ
ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳಲ್ಲಿನ ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪರಿಣಾಮವು ಬಹುತೇಕ ಎಲ್ಲಾ ಆಧುನಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಮಯ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನ ನಿಯಂತ್ರಣಕ್ಕೆ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ. ನಿಖರವಾಗಿ ಕತ್ತರಿಸಿದ ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಸ್ಫಟಿಕಕ್ಕೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಅದು ಅತ್ಯಂತ ಸ್ಥಿರವಾದ ಆವರ್ತನದಲ್ಲಿ ಕಂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕಂಪನವನ್ನು ಸರಳ ಡಿಜಿಟಲ್ ಗಡಿಯಾರದಿಂದ ಸಂಕೀರ್ಣ ಡೇಟಾ ಸೆಂಟರ್ ಸರ್ವರ್‌ವರೆಗೆ ಎಲ್ಲದರಲ್ಲೂ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳನ್ನು ಸಿಂಕ್ರೊನೈಸ್ ಮಾಡುವ ಗಡಿಯಾರ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಸವಾಲುಗಳು ಮತ್ತು ಮುಂದಿನ ದಾರಿ
ಅದರ ಅಪಾರ ಭರವಸೆಯ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಮೇಲೆ ನಿರ್ಮಿಸಲಾದ ಭವಿಷ್ಯದ ಹಾದಿಯು ಗಮನಾರ್ಹ ಅಡೆತಡೆಗಳಿಲ್ಲದೆ ಇಲ್ಲ. ಈ ಸವಾಲುಗಳು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ವೆಚ್ಚ, ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ನಿಖರತೆಯ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿವೆ.
- ಮಾಪನೀಯತೆ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚದ ಅಡಚಣೆ: ದೊಡ್ಡ, ಪರಿಪೂರ್ಣ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಸುವುದು ಅತ್ಯಂತ ನಿಧಾನ, ಶಕ್ತಿ-ತೀವ್ರ ಮತ್ತು ದುಬಾರಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ಸಿಪಿಯು ವೇಫರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ವಿಶೇಷ ಲೇಸರ್‌ಗಳಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ-ಲಾಭದ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾಗಿದ್ದರೂ, ವೈಯಕ್ತಿಕ ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯಂತಹ ಬೃಹತ್-ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಅನ್ವಯಗಳಿಗಾಗಿ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಸವಾಲಾಗಿದೆ.
- ನಿಖರ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಗಡಿ: ಅನ್ವಯಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಮುಂದುವರಿದಂತೆ, ವಸ್ತು ಗುಣಮಟ್ಟದ ಮೇಲಿನ ಬೇಡಿಕೆಗಳು ಘಾತೀಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತವೆ. ಶೂನ್ಯ-ಹತ್ತಿರದ ದೋಷ ದರಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು, ಉಪ-ಪರಮಾಣು ನಯತೆಗೆ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ಹೊಳಪು ಮಾಡುವುದು, ಮತ್ತು ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳನ್ನು ಕೆತ್ತುವುದು ಎಲ್ಲವೂ ಭೌತಿಕವಾಗಿ ಸಾಧ್ಯವಿರುವುದರ ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ತುದಿಯಲ್ಲಿವೆ.
- ಡೇಟಾ ಮಾನದಂಡಗಳು ಮತ್ತು ಪರಸ್ಪರ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆ: 5ಡಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯು ಸಾರ್ವತ್ರಿಕ ಆರ್ಕೈವಲ್ ಪರಿಹಾರವಾಗಲು, ಡೇಟಾವನ್ನು ಬರೆಯಲು ಮತ್ತು ಓದಲು ಜಾಗತಿಕವಾಗಿ ಒಪ್ಪಿದ ಮಾನದಂಡಗಳು ಇರಬೇಕು. ಇದು ಇಲ್ಲದೆ, ಒಂದು ಕಂಪನಿಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಿಂದ ರಚಿಸಲಾದ ಡಿಸ್ಕ್ ಇನ್ನೊಂದರಿಂದ ಓದಲಾಗದಿರಬಹುದು, ಇದು ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ಸೋಲಿಸುತ್ತದೆ.
- ಶಕ್ತಿ ಸಮೀಕರಣ: ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮತ್ತು ಲೇಸರ್ ಬರವಣಿಗೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಬಳಕೆಯನ್ನು ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ಪ್ರಯೋಜನಗಳ ವಿರುದ್ಧ ತೂಗಬೇಕು. ಸ್ಫಟಿಕ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯ ತೀವ್ರ ಬಾಳಿಕೆ (ಪ್ರತಿ ಕೆಲವು ವರ್ಷಗಳಿಗೊಮ್ಮೆ ಡೇಟಾ ವಲಸೆಯ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ನಿವಾರಿಸುವುದು) ಮತ್ತು GaN ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನ ದಕ್ಷತೆಯು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಜೀವನಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ನಿವ್ವಳ ಶಕ್ತಿ ಉಳಿತಾಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ಭರವಸೆಯಾಗಿದೆ.
ತೀರ್ಮಾನ: ಭವಿಷ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು, ಒಂದು ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪರಮಾಣು
ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ನಾವು ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಮೀಪಿಸುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ಮೂಲಭೂತ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಕೇವಲ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸುವುದರಿಂದ ದೂರ ಸರಿದು, ಆ ಘಟಕಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುವುದು ಮತ್ತು ನಿರ್ಮಿಸುವುದಾಗಿದೆ. ಇದು ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು, ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಮತ್ತು ಇಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಪರಮಾಣು ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ವಸ್ತುವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಸಹಕರಿಸುವ ಕ್ಷೇತ್ರವಾಗಿದೆ, ಅಭೂತಪೂರ್ವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಅನ್ಲಾಕ್ ಮಾಡಲು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಪರಿಪೂರ್ಣ ಜಾಲಕಗಳಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸುತ್ತಾರೆ.
ನಿಮ್ಮ ಜಾಗತಿಕ ಸಂವಹನಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ನೀಡುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ನಿಂದ ಹಿಡಿದು ಅದರ ಸಮಯವನ್ನು ಇರಿಸುವ ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಸ್ಫಟಿಕದವರೆಗೆ, ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಈಗಾಗಲೇ ನಮ್ಮ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಅದೃಶ್ಯವಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ಈಗ, ನಾವು 5ಡಿ ಡೇಟಾ ಸಂಗ್ರಹಣೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್, ಮತ್ತು ಮುಂದಿನ-ಪೀಳಿಗೆಯ ಫೋಟೋನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿನ ಪ್ರಗತಿಗಳ ಹೊಸ್ತಿಲಲ್ಲಿ ನಿಂತಿರುವಾಗ, ಸ್ಫಟಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಗೋಚರ ಪರಿಣಾಮವು ಘಾತೀಯವಾಗಿ ಬೆಳೆಯಲು ಸಿದ್ಧವಾಗಿದೆ. ಮಾನವನ ಸಂಪೂರ್ಣ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸುವ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ-ಕಾಲ್ಪನಿಕ ಕನಸು ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ಕಲ್ಪನೆಯಲ್ಲ—ಇದು ಪ್ರಪಂಚದಾದ್ಯಂತದ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳಲ್ಲಿ ಪರಿಹರಿಸಲಾಗುತ್ತಿರುವ ಒಂದು ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಸಮಸ್ಯೆಯಾಗಿದೆ, ಒಂದು ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪರಿಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಇರಿಸಿದ ಪರಮಾಣು.