2025 সালে, নেদারল্যান্ডসের একদল বিজ্ঞানী কোয়ান্টাম প্রযুক্তিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ সাফল্য অর্জন করেছেন, যা ভারী চুম্বক ছাড়াই কাজ করে এবং ঘরের তাপমাত্রায় চলে এমন অতি-পাতলা ডিভাইস তৈরি করেছে। এই আবিষ্কার কমপ্যাক্ট, দ্রুত এবং শক্তি-সাশ্রয়ী প্রযুক্তি তৈরির জন্য নতুন দিগন্ত উন্মোচন করে।
নেচার কমিউনিকেশনস-এ প্রকাশিত গবেষণাটি বহিরাগত চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রয়োজন ছাড়াই গ্রাফিনে কোয়ান্টাম স্পিন হল (QSH) প্রভাবের অস্তিত্ব নিশ্চিত করেছে। এই প্রভাব, যা স্পিন নামে পরিচিত ইলেকট্রনের কোয়ান্টাম মেকানিক্যাল বৈশিষ্ট্যের সাথে সম্পর্কিত, স্পিনট্রনিক ডিভাইস ব্যবহার করে তথ্য প্রেরণ এবং প্রক্রিয়াকরণের অনুমতি দেয়।
পরীক্ষামূলক পর্যায়ে, বিজ্ঞানীরা চৌম্বকীয় গ্রাফিন ব্যবহার করেছেন, এটিকে একটি অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটিক উপাদান, CrPS₄-এর সাথে স্তরযুক্ত করেছেন। এই সংমিশ্রণ গ্রাফিনের অভ্যন্তরীণ বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করে, যা স্পিন-অরবিটাল এবং বিনিময় মিথস্ক্রিয়া ঘটায়, যা টপোলজিক্যালি সুরক্ষিত প্রান্তের অবস্থা তৈরি করতে গুরুত্বপূর্ণ। এই অবস্থাগুলি উপাদানের প্রান্ত বরাবর প্রতিরোধের ছাড়াই ইলেকট্রনের চলাচল নিশ্চিত করে, তাদের স্পিন বিপরীত দিকে সারিবদ্ধ থাকে - এটিই কোয়ান্টাম স্পিন হল প্রভাব।
এই ধরনের ডিভাইস তৈরি করা আগে উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জগুলির সম্মুখীন হয়েছিল, কারণ ইলেকট্রন স্পিন নিয়ন্ত্রণ করার জন্য শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র এবং অত্যন্ত কম তাপমাত্রার প্রয়োজন ছিল। তবে, নতুন গবেষণা দেখিয়েছে যে অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটিক CrPS₄-এর সাথে সান্নিধ্যের প্রভাব ব্যবহার করে, চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলি অভ্যন্তরীণভাবে তৈরি করা যেতে পারে। গবেষকরা আরও উল্লেখ করেছেন যে এমনকি ঘরের তাপমাত্রায় স্থিতিশীল স্পিন অবস্থা পর্যবেক্ষণ করার ক্ষমতা এই প্রযুক্তিকে বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আরও ব্যবহারিক করে তোলে।
এই সাফল্য এক দশক আগে করা তাত্ত্বিক ভবিষ্যদ্বাণীগুলিকে বৈধতা দেয়, যা ইঙ্গিত করে যে গ্রাফিন, নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে, স্থিতিশীল কোয়ান্টাম স্পিন অবস্থা সমর্থন করতে পারে। একজন গবেষক জোর দিয়েছিলেন যে বহিরাগত চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার না করে কোয়ান্টাম স্পিন কুইবিট তৈরি করার ক্ষমতা স্পিনট্রনিক্স এবং টপোলজিক্যাল পদার্থবিদ্যার জন্য নতুন সুযোগ তৈরি করে।
কোয়ান্টাম স্পিন হল প্রভাব এমন একটি ঘটনা যেখানে একটি পরিবাহীতে ইলেকট্রনগুলি কারেন্টের সাথে লম্বভাবে একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের সংস্পর্শে আসার সময় বিপরীত প্রান্তে ভিন্ন বিভব (হল ভোল্টেজ) অনুভব করে। এই আবিষ্কার ভবিষ্যতে স্পিনট্রনিক ডিভাইসের জন্য নতুন সম্ভাবনা উন্মোচন করে।