సిలికాన్‌ లేకుండానే కంప్యూటర్‌

సుభీర్‌ ఘోష్, సప్తర్షి దాస్‌

న్యూఢిల్లీ: సెమీకండక్టర్‌ టెక్నాలజీలో రారాజుగా వెలుగొందుతున్న సిలికాన్‌ మూలకానికి ఉన్న ప్రాభవం భవిష్యత్తులో తగ్గిపోనుందని తాజా పరిశోధన ఒకటి స్పష్టంచేస్తోంది. ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్, సాంకేతిక ప్రపంచానికి ప్రాణాధారంగా నిలుస్తున్న స్మార్ట్‌ఫోన్లు, కంప్యూటర్లలో సిలికాన్‌ మూలకం అత్యంత కీలకం. ఈ మూలకం లేకుండా ఎలాంటి ఎలక్ట్రానిక్‌ వస్తువు పురుడుపోసుకోదన్న వాదనను బద్దలుకొడుతూ అమెరికాలోని పెన్సిల్వేనియా స్టేట్‌ యూనివర్సిటీ పరిశోధనా బృందం ప్రపంచంలోనే తొలిసారిగా సిలికాన్‌రహిత కంప్యూటర్‌ను అభివృద్ధిచేసింది. గత అర్ధశతాబ్దకాలంతో పోలిస్తే నేటి కంప్యూటర్ల పరిమాణం తగ్గడానికి, స్మార్ట్‌ఫోన్లు, విద్యుత్‌ వాహనాల సర్క్యూట్‌లలో సిలికాన్‌ అత్యంత ప్రధానమైన మూలకం.

అలాంటి సిలికాన్‌ లేకుండానే ‘కాంప్లిమెటరీ మెటల్‌ –ఆక్సైడ్‌ సెమీకండక్టర్‌’ కంప్యూటర్‌ను తయారుచేశామని వర్సిటీ శాస్త్రవేత్తలు ప్రకటించారు. ఈ పరిశోధనా తాలూకు వివరాలు ‘నేచర్‌’ జర్నల్‌లో ప్రచురితమయ్యాయి. తక్కువ పరిమాణంలో విద్యుత్‌తో వినియోగించుకుంటూ అత్యంత పల్చటి, వేగవంతమైన ఎలక్ట్రానిక్స్‌ తయారీకి ఈ ద్విమితీయ వస్తువులు బాటలు వేస్తాయని పరిశోధకులు చెప్పారు. సర్క్యూట్‌లో ట్రాన్సిస్టర్‌లు ముఖ్యమైనవి. ఈ ట్రాన్సిస్టర్‌లను అత్యంత శుద్ధమైన సిలికాన్‌తో తయారుచేస్తారు. అయితే తాజా పెన్సిల్వేనియా వర్సిటీ పరిశోధకులు సిలికాన్‌కు బదులుగా ఎన్‌–టైప్‌ ట్రాన్సిస్టర్‌ కోసం మాలిబ్డినమ్‌ డైసల్ఫైడ్, పీ–టైప్‌ టాన్సిస్టర్‌ కోసం టంగ్‌స్టన్‌ డైసెలినైడ్‌ను ఉపయోగించారు. 

సారథ్యం వహించిన భారతీయుడు
ఈ పరిశోధనకు పెన్సిల్వేనియా వర్సిటీలోని ఇంజనీరింగ్‌ సైన్స్, మెకానిక్స్‌ విభాగ ప్రొఫెసర్, భారతీయ మూలాలున్న సప్తర్షి దాస్‌ సారథ్యం వహించారు. ఈయన నేతృత్వంలోని బృందం తాజాగా ప్రాథమిక స్థాయిలో కాంప్లిమెంటరీ మెటల్‌–ఆక్సైడ్‌ సెమీకండక్టర్‌ (సీఎంఓఎస్‌)కంప్యూటర్‌ను తయారు చేసింది. ‘‘ సిలికాన్‌ పాడైతే ఆ ఎలక్ట్రానిక్‌ సర్క్యూట్‌ సామర్థ్యం కూడా దెబ్బతింటుంది. అదే ఈ ద్విమితీయ వస్తువులతో తయారైన సర్క్యూట్‌.. విద్యుత్‌ ప్రవాహాన్ని స్థిరీకరిస్తుంది. దాంతో సర్క్యూట్‌ ఎక్కువకాలం మన్నుతుంది. ఎలక్ట్రానిక్‌ సర్క్యూట్‌ రంగంలో ఇదొక మైలురాయి.

భవిష్యత్తులో సిలికాన్‌రహిత సర్క్యూట్‌ల తయారీకి ఇది బాటలువేస్తుంది’’ అని సప్తర్షి దాస్‌ వివరించారు. మెటల్‌–ఆర్గానిక్‌ కెమికల్‌ వేపర్‌ డిపోజీషన్‌(ఎంఓసీవీడీ) విధానంలో అత్యంత పల్చని పొరల మీద మాలిబ్డినమ్‌ డైసల్ఫైడ్, టంగ్‌స్టన్‌ డైసెలినైడ్‌ పరుచుకునేలా చేస్తారు. తద్వారా ఈ వినూత్న ట్రాన్సిస్టర్‌లను తయారుచేశారు. రెండు అంగుళాల పొరమీద సైతం ఈ ట్రాన్సిసర్‌ను అభివృద్ధిచేయొచ్చు. ఈ కంప్యూటర్‌ అత్యంత తక్కువ కరెంట్‌ను ఉపయోగించుకుంటూ 25 కిలోహెడ్జ్‌ సామర్థ్యంతో పనిచేస్తుందని పరిశోధనలో కీలకపాత్ర పోషించిన డాక్టోరల్‌ విద్యార్థి, భారతీయ మూలాలున్న సుభీర్‌ ఘోష్‌ చెప్పారు. ఈ ప్రాథమిక స్థాయి కంప్యూటర్‌ ప్రస్తు తానికి సింపుల్‌ లాజిక్‌ ఆపరేషన్స్‌ను సమర్థవంతంగా పూర్తిచేయగలదు.

భవిష్యత్తు అంతా  2డీదే
‘‘మీరొక బహుళ అంతస్తుల భవనం కట్టాలంటే పటిష్టమైన ఇటుకలను వాడతారు. కానీ ఇప్పుడు అభివృద్ధి చెందుతున్న నూతన సాంకేతికతను ఉపయోగించి పటిష్టమైన పల్చటి పేపర్లతోనూ నిర్మాణం పూర్తిచేయొచ్చు. పల్చని, వేగవంతమైన ట్రాన్సిస్టర్‌లతో కంప్యూటర్‌నూ రూపొందించవచ్చు’’ అని సప్తర్షి వ్యాఖ్యానించారు. సిలికాన్‌ సాంకేతికత గత 80 ఏళ్లుగా సరైన అభివృద్ధికి నోచుకోలేదు. కానీ 2డీ టెక్నాలజీ 2010లో మొదలైనా వెనువెంటనే అభివృద్ధిచెందుతోంది. భవిష్యత్తు అంతా 2డీ టెక్నాలజీదే’’ అని పరిశోధకులు చెప్పారు. ఈ పరిశోధనకు అమెరికా నేషనల్‌ సైన్స్‌ ఫౌండేషన్, ది ఆర్మీ రీసెర్చ్‌ ఆఫీస్, నేవీ రీసెర్చ్‌ ఆఫీస్‌లు సైతం ఆర్థికసాయం అందిస్తున్నాయి.