মিশিগান বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা ওয়ার্টজাইট ফেরোইলেকট্রিক নাইট্রাইডকে ঘিরে থাকা একটি জটিল রহস্য সমাধান করেছেন। এই সেমিকন্ডাক্টরগুলি, বিপরীত বৈদ্যুতিক পোলারাইজেশন বজায় রাখতে সক্ষম, কম-পাওয়ার কম্পিউটিং এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেকট্রনিক্সের জন্য বিশাল সম্ভাবনা রাখে। আবিষ্কারটি পারমাণবিক-স্কেল প্রক্রিয়া প্রকাশ করে যা এই উপকরণগুলির অখণ্ডতা রক্ষা করে।
জেটিয়ান মি এবং ডানহাও ওয়াংয়ের নেতৃত্বে দলটি উন্নত ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্যাল মডেলিং ব্যবহার করেছে। তাদের বিশ্লেষণে ইন্টারফেসগুলিতে পারমাণবিক-স্কেল ফাটলগুলির গঠন উন্মোচিত হয়েছে যেখানে ইতিবাচক পোলারাইজেশন মিলিত হয়। এই ফাটলগুলি ভাঙা রাসায়নিক বন্ধনের একটি নতুন কনফিগারেশন তৈরি করে।
এই ভাঙা বন্ধনগুলি নেতিবাচকভাবে চার্জযুক্ত ঝুলন্ত ইলেকট্রনের জলাধার হিসাবে কাজ করে, যা ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক অতিরিক্ত ইতিবাচক চার্জকে প্রতিহত করে। এই ব্যবস্থা অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক চাপের অধীনে উপাদানটিকে ভেঙে যাওয়া থেকে বাধা দেয়, এটিকে স্থিতিশীলতা প্রদান করে। ইমানুয়েল কিউপাকিসের মতে, টেট্রাহেড্রাল ইউনিটে পরমাণুর অনন্য স্থানিক সংস্থা চার্জ বিতরণকে সীমাবদ্ধ করে।
দলটি স্ক্যান্ডিয়াম গ্যালিয়াম নাইট্রাইড ব্যবহার করে তাদের অনুসন্ধানগুলি যাচাই করেছে। উচ্চ-রেজোলিউশন ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি ডোমেন জংশনে ষড়ভুজাকার স্ফটিক প্রতিসাম্যের বিকৃতি প্রকাশ করেছে। এই ঝুলন্ত ইলেকট্রনগুলি ডোমেন দেয়াল বরাবর অত্যন্ত পরিবাহী পথ তৈরি করে, যা বৈদ্যুতিক প্রবাহের জন্য ন্যানোস্কেল সুপারহাইওয়ে হিসাবে কাজ করে।
এই পথগুলির পরিবাহিতা টিউনযোগ্য, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের পরিবর্তনের প্রতিক্রিয়া জানায়। এই আবিষ্কারের মাইক্রোইলেকট্রনিক ডিভাইস ডিজাইন, বিশেষ করে ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টর (FETs) এর জন্য প্রভাব রয়েছে। এই পরিবাহী ডোমেন ইন্টারফেসগুলি নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা নতুন আর্কিটেকচারের পরামর্শ দেয় যা ঐতিহ্যবাহী ট্রানজিস্টর ডিজাইনকে ছাড়িয়ে যেতে পারে।
গবেষকরা ডোমেন-ওয়াল-ভিত্তিক ট্রানজিস্টরের ব্যবহারিক বাস্তবায়ন অনুসরণ করার পরিকল্পনা করছেন। এটি ইলেকট্রনিক্সের একটি যুগের দিকে নিয়ে যেতে পারে যেখানে মেমরি, সিগন্যাল প্রসেসিং এবং ট্রান্সডাকশন একত্রিত হয়। এই ধরনের ইন্টিগ্রেশন পাওয়ার খরচ কমানোর পাশাপাশি ডিভাইসের কর্মক্ষমতা সর্বাধিক করার প্রতিশ্রুতি দেয়।