ಭವಿಷ್ಯದ ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ನಿಯಂತ್ರಿತ ಕಾಂತೀಯ ಸ್ಥಿತಿ ಪರಿವರ್ತನೆ

30 ಜುಲೈ 2026

ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ನೆರವಿನಿಂದ ಭೌತಿಕ ವಸ್ತುವೊಂದನ್ನು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಭಿನ್ನವಾದ ಎರಡು ಕಾಂತೀಯ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ನಡುವೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಹೊಸ ವಿಧಾನವನ್ನು ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ (ಐ.ಐ.ಎಸ್ ಸಿ.) ನಡೆಸಲಾದ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಲ್ಲ, ತಾರ್ಕಿಕ (ಲಾಜಿಕ್) ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಬಲ್ಲ ಹಾಗೂ ಭವಿಷ್ಯದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕ ಸ್ತರವಾಗಬಲ್ಲ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣದಾದ ಹಾಗೂ ಇಂಧನ-ದಕ್ಷತೆಯಿಂದ ಕೂಡಿದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಹೊಸ ದಾರಿಯನ್ನು ತೆರೆಯುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಹೊಂದಿದೆ.

‘ನೇಚರ್ ಕಮ್ಯುನಿಕೇಷನ್ಸ್’ ನಿಯತಕಾಲಿಕದಲ್ಲಿ ಈ ಅಧ್ಯಯನ ವರದಿ ಪ್ರಕಟವಾಗಿದ್ದು, ‘ಭೌತಿಕ ವಸ್ತು ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್’ (Materials Engineering) ವಿಭಾಗದ ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರಾದ ಭಗವತಿ ಪ್ರಸಾದ್ ಇದರ ನೇತೃತ್ವ ವಹಿಸಿದ್ದರು. ಪಿಎಚ್.ಡಿ. ಸಂಶೋಧನಾರ್ಥಿ ಹಾಗೂ ಪ್ರಥಮ ಲೇಖಕರಾದ ಸೂರ್ಯಕಾಂತ ಮೊಂಡಲ್ ಮತ್ತು ದೇಶ-ವಿದೇಶಗಳ ಹಲವು ಸಂಶೋಧಕರ ತಂಡದ ಸಹಭಾಗಿತ್ವದಲ್ಲಿ ಈ ಅಧ್ಯಯನ ನಡೆಸಲಾಗಿತ್ತು.

ಪ್ರಸ್ತುತ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿರುವ ಅನೇಕ ಕಾಂತೀಯ ಸ್ಮರಣೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ವಸ್ತುವಿನ ಕಾಂತೀಕರಣದ (Magnetisation) ದಿಕ್ಕನ್ನು ಬದಲಿಸುವ ತತ್ತ್ವವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿವೆ. ಆದರೆ, ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧಕರು ಕಾಂತೀಕರಣದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಬದಲಿಸುವುದಕ್ಕಷ್ಟೇ ಸೀಮಿತವಾಗದೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ನೆರವಿನಿಂದ ವಸ್ತುವಿನ ಕಾಂತೀಯ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನೇ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಮತ್ತೊಂದು ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುವಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿದ್ದಾರೆ.

ಸಂಶೋಧಕರು Sm₁₋ₓSrₓMnO₃ ಎಂಬ ಸಂಕೀರ್ಣ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ತಮ್ಮ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿಕೊಂಡರು. ಇದು ಅನೇಕ ವಿಧದ ಕಾಂತೀಯ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಕ್ಕೆ ಹೆಸರಾದ ಸಂಕೀರ್ಣ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಆಗಿದೆ. .”ಪರಸ್ಪರ ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕವಾದ ಈ ವಿಭಿನ್ನ ಕಾಂತೀಯ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಮೂಲಕ ನೇರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವೇ ಎಂಬುದನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವುದೇ ನಮ್ಮ ಆರಂಭಿಕ ಉದ್ದೇಶವಾಗಿತ್ತು” ಎಂದು ಮೊಂಡಲ್ ವಿವರಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಹರಿಸಿದಾಗ ಈ ವಸ್ತುವು ಫೆರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ (Ferromagnetic) ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಅದರ ಪರಮಾಣುಗಳ ಕಾಂತೀಯ ಭ್ರ,ಮಣಾಂಕವು (Magnetic Moments) ಬಹುಮಟ್ಟಿಗೆ ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಜೋಡಣೆಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಇದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಸುಲಭವಾಗಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ ಹಾಗೂ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧವೂ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಹರಿಸಲಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವು ಒಂದು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಮಟ್ಟವನ್ನು ದಾಟಿದ ಕೂಡಲೇ, ಈ ವಸ್ತುವು ಹಠಾತ್ತನೆ ಆಂಟಿಫೆರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್-ಸದೃಶ (Antiferromagnetic-like) ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಪರಸ್ಪರ ಸನಿಹದಲ್ಲಿರುವ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷಣಗಳು ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಜೋಡಣೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಈ ಪರಿವರ್ತನೆಯು ಪುನಃ ಆರಂಭಿಕ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಮರಳಬಹುದಾದ (Reversible) ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರ ತಂಡವು ದೃಢಪಡಿಸಿಕೊಂಡಿದೆ. ಈ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ದೀರ್ಘವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಫೆರೋಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ (Long-range Ferromagnetic) ಕ್ರಮಬದ್ಧತೆ ಕುಸಿಯುತ್ತದೆ. ಇದೇ ವೇಳೆ, ವಸ್ತುವಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಕಕ್ಷೆಗಳ (Electronic Orbitals) ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿಯೂ ಮರುಜೋಡಣೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಈ ಪರಿವರ್ತನೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉಷ್ಣತೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಬದಲಾವಣೆ ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಮೂಲಕ ಕಾಂತೀಕರಣದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಮಾತ್ರ ಬದಲಿಸುವ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿಧಾನಗಳಿಗಿಂತ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ.

“ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವು ಕಾಂತೀಕರಣದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಮಾತ್ರವೇ ಬದಲಿಸುವುದಿಲ್ಲ; ಬದಲಾಗಿ, ವಸ್ತುವಿನ ಕಾಂತೀಯ ಅವಸ್ಥೆಯನ್ನೇ (Magnetic Phase) ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಕಂಡುಕೊಂಡಿರುವುದು ಈ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಪ್ರಮುಖ ಹೊಸ ಅಂಶವಾಗಿದೆ ” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಭಗವತಿ ಪ್ರಸಾದ್. “ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಪರಸ್ಪರ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುವ ಎರಡು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಮೆಮೊರಿ ಹಾಗೂ ಲಾಜಿಕ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಹೊಂದಿದೆ” ಎಂದು ಅವರು ವಿವರಿಸುತ್ತಾರೆ.

ನಂತರ ಸಂಶೋಧಕರು ಈ ವಸ್ತುವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸುಮಾರು 250 × 250 ನ್ಯಾನೋಮೀಟರ್ ಗಾತ್ರದ ಟನಲ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು (Nanoscale Tunnel Devices) ನಿರ್ಮಿಸಿದರು. ಈ ಪುಟಾಣಿ ಸಾಧನಗಳು ಎರಡು ಸ್ಥಿರ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧ ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದವು. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಕಾಂತೀಯ-ರೋಧವು (Magnetoresistance) 200 ಶೇಕಡಕ್ಕಿಂತಲೂ ಹೆಚ್ಚಿರುವುದು ಕಂಡುಬಂದಿತು. ಜೊತೆಗೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ, ಉಷ್ಣತೆ ಹಾಗೂ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಮೂಲಕ ಈ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನೂ ಸಂಶೋಧಕರು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟಿದ್ದಾರೆ.

ಈ ಪರಿಣಾಮವು ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಇದೇ ಕಾರಣಕ್ಕೆ ಈ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಪ್ಲ್ಯಾಟ್ ಫಾರ್ಮ್

ಗಳನ್ನು (Quantum Computing Platforms) ಬೆಂಬಲಿಸುವ ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಮೆಮೊರಿ ಹಾಗೂ ಲಾಜಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ವಿಶೇಷ ಭರವಸೆ ಮೂಡಿಸಿದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಅಭಿಪ್ರಾಯಪಟ್ಟಿದ್ದಾರೆ.

ಈ ಪರಿವರ್ತನೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹ ಹಾಗೂ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವತ್ತ ಗಮನ ನೀಡುವುದು ಸಂಶೋಧಕರ ಮುಂದಿನ ಯೋಜನೆಯಾಗಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ವಿವಿಧ ಉಷ್ಣಾಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವಂತೆ ಸಾಧನವನ್ನು ರೂಪಿಸುವುದು ಹಾಗೂ ಈ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಮೆಮೊರಿ ಮತ್ತು ಲಾಜಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುವ ದಿಸೆಯಲ್ಲಿಯೂ ಅವರು ಕೆಲಸ ಮುಂದುವರಿಸಲಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಲ್ಪ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬಲ್ಲ ಹೊಸ ತಲೆಮಾರಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಹಾಗೂ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಾಧನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ದಾರಿ ಮಾಡಿಕೊಡಬಹುದು ಎಂಬ ವಿಶ್ವಾಸವನ್ನು ತಜ್ಞರು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಉಲ್ಲೇಖ:

ಮೊಂಡಲ್ ಎಸ್, ಕುಮಾರ್ ವಿ, ಚೌಧರಿ ಎಸ್, ಗೋಧಾ ಎ, ಮಂಡಲ್ ಎಕೆ, ತಾಂಗ್ ಡಬ್ಲ್ಯು-ಎಸ್, ಕಲಿತ್ಸೋವ್ ಎ, ಒಮರ್ ಎ, ನಂದಿ ಎಸ್, ದೇ ಜೆಕೆ, ಪಾಂಚಾಲ್ ಜಿ, ಮಕಿನೆನಿ ಎಸ್ ಕೆ, ಮುಂಡಿ ಜೆ, ತಾಂಗ್ ವೈ-ಎಚ್, ಮಣಿಪತ್ರುನಿ ಎಸ್ ಬೈಬ್ಸ್ ಎಂ, ಬ್ಲಮೈರ್ ಎಂ, ಪ್ರಸಾದ್ ಬಿ, Electrically driven inverse metamagnetic transition in Sm₁₋ₓSrₓMnO₃, Nature Communications https://www.nature.com/articles/s41467-026-75886-w

ಸಂಪರ್ಕ:

ಭಗವತಿ ಪ್ರಸಾದ್
ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರು
ಮಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ (MatE) ವಿಭಾಗ
ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆ(ಐ.ಐ.ಎಸ್ ಸಿ.) ಇಮೇಲ್: bpjoshi@iisc.ac.in
ಫೋನ್: +91-80-2293 2679
ವೆಬ್ ಸೈಟ್: https://www.demandlab-iisc.com/

ಪರ್ತಕರ್ತರ ಗಮನಕ್ಕೆ:

ಅ) ಈ ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆಯನ್ನು ಅಥವಾ ಇದರ ಯಾವುದೇ ಭಾಗವನ್ನು ಯಥಾವತ್ತಾಗಿ ಸುದ್ದಿಯಾಗಿ ಪ್ರಕಟಿಸಿದರೆ ದಯವಿಟ್ಟು ಐ.ಐ.ಎಸ್ ಸಿ. ಹೆಸರಿನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಕಟಿಸಿ. ಆ) ಐ.ಐ.ಎಸ್ ಸಿ. ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಏನಾದರೂ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿದ್ದರೆ news@iisc.ac.in ಅಥವಾ pro@iisc.ac.in ಗೆ ಬರೆಯಿರಿ.