রালেই - নর্থ ক্যারোলিনা স্টেট ইউনিভার্সিটির গবেষকরা হ্যালোজেন উপাদানগুলির সাথে ডোপ করা হলে সেমিকন্ডাক্টর উপাদান জিঙ্ক সেলেনাইড (ZnSe) এর অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি কীভাবে পরিবর্তিত হয় তা ভবিষ্যদ্বাণী করতে গণনামূলক বিশ্লেষণ ব্যবহার করেছেন এবং পরীক্ষামূলক ফলাফল দ্বারা ভবিষ্যদ্বাণীগুলি নিশ্চিত করা হয়েছে। তাদের পদ্ধতিটি কোয়ান্টাম অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে দরকারী উপাদানগুলি সনাক্তকরণ এবং তৈরি করার প্রক্রিয়াটিকে গতি দিতে পারে।
পছন্দসই বৈশিষ্ট্য সহ সেমিকন্ডাক্টর তৈরি করার অর্থ হল বিন্দু ত্রুটিগুলির সুবিধা নেওয়া - এমন একটি উপাদানের মধ্যে সাইট যেখানে একটি পরমাণু অনুপস্থিত হতে পারে, বা যেখানে অমেধ্য রয়েছে। উপাদানগুলিতে এই সাইটগুলিকে ম্যানিপুলেট করে, প্রায়শই বিভিন্ন উপাদান যুক্ত করে (একটি প্রক্রিয়া যাকে "ডোপিং" বলা হয়), ডিজাইনাররা বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য প্রকাশ করতে পারেন।
এনসি স্টেটের পদার্থ বিজ্ঞান ও প্রকৌশল বিভাগের অধ্যাপক ডগ ইরভিং, ইউনিভার্সিটি ফ্যাকাল্টি স্কলার এবং অধ্যাপক ডগ ইরভিং বলেন, “খাঁটি সামগ্রীতেও ত্রুটিগুলি অনিবার্য। "আমরা একটি উপাদানের নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করতে ডোপিংয়ের মাধ্যমে সেই স্থানগুলির সাথে ইন্টারফেস করতে চাই। কিন্তু ডোপিং এ কোন উপাদান ব্যবহার করতে হবে তা নির্ধারণ করা সময় এবং শ্রম নিবিড়। আমরা যদি এই ফলাফলগুলি ভবিষ্যদ্বাণী করার জন্য একটি কম্পিউটার মডেল ব্যবহার করতে পারি তবে এটি উপাদান প্রকৌশলীদের সর্বোত্তম সম্ভাবনা সহ উপাদানগুলিতে ফোকাস করার অনুমতি দেবে।"
নীতি অধ্যয়নের একটি প্রমাণে, আরভিং এবং তার দল ZnSe ডোপ্যান্ট হিসাবে হ্যালোজেন উপাদান ক্লোরিন এবং ফ্লোরিন ব্যবহার করার ফলাফলের ভবিষ্যদ্বাণী করতে গণনাগত বিশ্লেষণ ব্যবহার করেছিল। তারা এই উপাদানগুলি বেছে নিয়েছে কারণ হ্যালোজেন ডোপড ZnSe ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে কিন্তু অন্তর্নিহিত ত্রুটির রসায়নগুলি ভালভাবে প্রতিষ্ঠিত নয়।
মডেলটি ত্রুটিযুক্ত স্থানে ক্লোরিন এবং ফ্লোরিনের সম্ভাব্য সকল সমন্বয় বিশ্লেষণ করেছে এবং সঠিকভাবে ভবিষ্যদ্বাণী করেছে ফলাফল যেমন ইলেকট্রনিক এবং অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য, আয়নকরণ শক্তি এবং ডোপড ZnSe থেকে আলোক নির্গমন।
"একটি পরিচিত উপাদানের ত্রুটিগুলির বৈদ্যুতিন এবং অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি দেখে, আমরা এটি স্থাপন করতে সক্ষম হয়েছি যে এই পদ্ধতিটি একটি ভবিষ্যদ্বাণীমূলক উপায়ে ব্যবহার করা যেতে পারে," ইরভিং বলেছেন। "সুতরাং আমরা এটিকে ত্রুটি এবং ইন্টারঅ্যাকশন অনুসন্ধান করতে ব্যবহার করতে পারি যা আকর্ষণীয় হতে পারে।"
ZnSe-এর মতো একটি অপটিক্যাল উপাদানের ক্ষেত্রে, উপাদানের আলো শোষণ বা নির্গত করার উপায় পরিবর্তন করা গবেষকদের কোয়ান্টাম অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এটি ব্যবহার করার অনুমতি দিতে পারে যা উচ্চ তাপমাত্রায় কাজ করতে পারে, কারণ নির্দিষ্ট ত্রুটিগুলি উচ্চ তাপমাত্রার জন্য সংবেদনশীল হবে না।
"কোয়ান্টাম অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সম্ভাব্য ব্যবহারের জন্য ZnSe-এর মতো একটি সেমিকন্ডাক্টর পুনর্বিবেচনার বাইরে, এই কাজের বিস্তৃত প্রভাবগুলি সবচেয়ে উত্তেজনাপূর্ণ অংশ," ইরভিং বলেছেন। "এটি একটি মৌলিক অংশ যা আমাদেরকে বৃহত্তর লক্ষ্যগুলির দিকে নিয়ে যায়: ভবিষ্যদ্বাণীমূলক প্রযুক্তি ব্যবহার করে ত্রুটিগুলিকে দক্ষতার সাথে সনাক্ত করা এবং এই প্রযুক্তি ব্যবহার করার ফলে এই উপাদানগুলির মৌলিক বোঝাপড়া।"
গবেষণা প্রদর্শিত হয় জার্নাল অফ ফিজিক্যাল কেমিস্ট্রি লেটারস, এবং এক্সট্রিম প্রপার্টিজের সাথে ম্যাটেরিয়ালস অন সায়েন্টিফিক রিসার্চ প্রোগ্রামের এয়ার ফোর্স অফিস থেকে অনুদান FA9550-21-1-0383 দ্বারা সমর্থিত ছিল। পোস্টডক্টরাল গবেষক এবং প্রথম লেখক ইফেং উ, এবং এনসি রাজ্যের স্নাতক ছাত্র কেলসি মিরিলিসও এই কাজে অবদান রেখেছেন।
