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पहले उच्च तापमान एकल-अणु चुंबक हार्ड डिस्क भंडारण क्षमता में क्रांति ला सकता है


आज की डिजिटल दुनिया में, डिजिटल सूचनाओं को संग्रहीत करने और संसाधित करने के लिए अधिक से अधिक कुशल तरीके खोजने के लिए सबसे अधिक दबाव प्रौद्योगिकी की जरूरतों में से एक है।

दुनिया के पहले उच्च तापमान वाले एकल-अणु चुंबक (SMM) की हालिया सफलता की खोज से उनके भौतिक आकार में वृद्धि के बिना हार्ड डिस्क में बड़े पैमाने पर भंडारण क्षमता में वृद्धि के भविष्य के रोमांचक विकास के दरवाजे खुलते हैं।

इंग्लैंड के ससेक्स विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान के रिचर्ड लेफील्ड की अगुवाई में एक डायस्पोसियम मेटालोसिन सिंगल-मोलेक्यूल मैग्नेट में 80 केल्विन तक के अध्ययन के प्रकाशन से पहले मैग्नेटिक हिस्टैरिसीस को अवरुद्ध तापमान के साथ एकल-अणु मैग्नेट को संश्लेषित करना संभव था। काफी महंगी और दुर्लभ तरल हीलियम के साथ ठंडा करके पहुंचा।

चीन में सन-यत सेन विश्वविद्यालय और फिनलैंड में ज्योतिस्किल विश्वविद्यालय के सहयोग से ससेक्स विश्वविद्यालय की टीम ने एक नए एकल-अणु चुंबक (SMM) की सूचना दी, जो एक प्रकार की सामग्री है जो एक चुंबकीय अवरोधन तक चुंबकीय को बनाए रखती है। तापमान।

पत्र में, जर्नल में प्रकाशित हुआ विज्ञान, वैज्ञानिक बताते हैं कि कैसे उन्होंने सफलतापूर्वक 77 K के ऊपर एक अवरुद्ध तापमान के साथ पहले SMM को डिज़ाइन और संश्लेषित किया, जो कि तरल नाइट्रोजन का क्वथनांक है, जो सस्ता और आसानी से उपलब्ध है।

"एकल-अणु मैग्नेट एक सदी के एक चौथाई से अधिक के लिए तरल-हीलियम तापमान (-196 डिग्री सेल्सियस) शासन में मजबूती से अटक गया है। पहले से ही उच्च तापमान वाले एसएमएम के आणविक संरचना के लिए एक खाका प्रस्तावित किया था, अब हम परिष्कृत हैं। प्रोफेसर रिचर्ड लेफील्ड ने कहा कि इस तरह की सामग्री के लिए हमारे डिजाइन की रणनीति पहले स्तर तक पहुंच की अनुमति देती है।

एसएमएम एक चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को याद रखने की विशेषता वाले अणु हैं जो चुंबकीय क्षेत्र बंद होने के बाद अपेक्षाकृत लंबे समय तक उन पर लागू होते हैं। इससे अणुओं में जानकारी लिखना संभव हो जाता है।

"हमारा नया परिणाम एक मील का पत्थर है जो नई आणविक सूचना भंडारण सामग्री विकसित करने के लिए एक बड़ी बाधा को पार करता है और हम आगे भी क्षेत्र को आगे बढ़ाने की संभावनाओं के बारे में उत्साहित हैं," प्रोफेसर लेफील्ड ने कहा।

पहला उच्च-तापमान एकल-अणु चुंबक

सार के अनुसार, केवल एक धातु केंद्र वाले एकल-अणु मैग्नेट (एसएमएम) अणु-आधारित चुंबकीय सूचना भंडारण सामग्री के लिए कम आकार की सीमा का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं। वर्तमान में, सभी एसएमएम को चुंबकीय मेमोरी प्रभाव दिखाने के लिए तरल-हीलियम कूलिंग की आवश्यकता होती है।

वैज्ञानिक डिस्प्रोसियम मेटालोसिन के उपयोग की एक रासायनिक रणनीति की रिपोर्ट करते हैं जो तरल-नाइट्रोजन तापमान से ऊपर चुंबकीय हिस्टैरिसीस को प्रदर्शित करता है। सार के अनुसार, चुंबकीय अवरुद्ध तापमान टी = इस के लिए 80 K व्यावहारिक तापमान पर कार्य करने वाले नैनोमैग्नेट उपकरणों के विकास की दिशा में एक आवश्यक बाधा को पार करता है।

आणविक चुंबकत्व को समझना

संगणना से नई अंतर्दृष्टि

नए डिस्प्रोसियम मेटालोसिन यौगिक वैज्ञानिक अनुसंधान के कई वर्षों की परिणति है। वैज्ञानिकों के अनुसार, इस परियोजना में ऑर्गेनोमेट्रिक लैंथेनाइड रसायन विज्ञान में नए दृष्टिकोणों के विकास के साथ-साथ अध्ययन की सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिक संरचना और चुंबकीय गुणों के बीच संबंधों की गहरी अंतर्दृष्टि की आवश्यकता है।

"क्वांटम यांत्रिकी पर आधारित कम्प्यूटेशनल विधियां और सापेक्षता के सिद्धांत नए एकल-अणु मैग्नेट के लक्षण वर्णन और डिजाइन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। आज उपलब्ध बड़े कम्प्यूटेशनल संसाधनों ने उदाहरण के लिए, क्रिस्टल कंपन और इलेक्ट्रॉनिक के बीच बातचीत को स्पष्ट करने में सक्षम किया है। वर्तमान कार्य में अणुओं की संरचना का अध्ययन किया गया, "पोस्टवैक्टोरल शोधकर्ता अक्सेली मसिकक्कामाकी यूनिवर्सिटी ऑफ केमिस्ट्री ऑफ ज्योतिस्विला बताते हैं।

एकल-अणु चुंबक (SMM) के लिए तकनीकी अनुप्रयोग

एकल-अणु मैग्नेट में उच्च-घनत्व वाले डिजिटल स्टोरेज मीडिया के साथ-साथ क्वांटम कंप्यूटरों में माइक्रोप्रोसेसरों जैसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों की क्षमता है। व्यावहारिक अनुप्रयोगों के विकास में अब तक चुनौतियां मिली हैं क्योंकि एकल-अणु मैग्नेट केवल बेहद कम तापमान पर ही काम कर रहे हैं।

शोध के अनुसार, उनकी आंतरिक स्मृति गुण अक्सर गायब हो जाते हैं अगर उन्हें पूर्ण शून्य (-273 डिग्री सेल्सियस) से कुछ डिग्री अधिक गरम किया जाता है। हालाँकि, पहला SMM इसे बदल सकता है, जिससे क्वांटम कंप्यूटिंग में प्रगति हो सकती है।

क्वांटम कंप्यूटिंग कंप्यूटिंग है जो सुपरपोज़िशन, उलझाव और हस्तक्षेप जैसी क्वांटम-मैकेनिकल घटनाओं का उपयोग करती है।

क्वांटम कंप्यूटर और क्वांटम यांत्रिकी, आईबीएम की डॉ। तालिया गेर्शोन, वरिष्ठ प्रबंधक, क्वांटम रिसर्च द्वारा समझाया गया है

भविष्यवादी और लेखक क्रिस्टोफर बर्नट द्वारा क्वांटम कंप्यूटर 2018 पर एक अपडेट

क्रिस्टोफर बर्नट के अनुसार, समय के साथ, इंटेल हजारों या लाखों की मात्रा में युक्त छोटे क्वांटम प्रोसेसर का निर्माण कर सकता था। बर्नट कहते हैं, "पारंपरिक माइक्रो-प्रोसेसर के विपरीत, ये अभी भी लगभग पूर्ण शून्य तक सुपर ठंडा होने की आवश्यकता होगी।"

ब्रिटिश-फिनिश-चीनी सहयोग

एकल-अणु चुंबक जो क्वांटम कंप्यूटिंग के भविष्य में इतनी महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए तैयार है, तीन विश्वविद्यालयों के समन्वित प्रयास का परिणाम था।

तैयार किए गए यौगिकों का सिंथेटिक कार्य और लक्षण वर्णन प्रोफेसर लेफील्ड के अनुसंधान समूह द्वारा किया गया था, जबकि प्रोफेसर मिंग-लियांग टोंग के नेतृत्व में सूर्य यत-सेन विश्वविद्यालय में चुंबकीय माप किए गए थे। पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता अक्सेली मानसिकमकी ने ज्योतिस्किल विश्वविद्यालय के रसायन विज्ञान विभाग में सैद्धांतिक गणना और विश्लेषण किया।

अध्ययन यह भी जानकारी प्रदान करता है कि एसएमएम के चुंबकीय गुणों को और कैसे बेहतर बनाया जाए और क्वांटम कंप्यूटिंग सहित रोमांचक तकनीकी अनुप्रयोगों को वास्तविकता के करीब कैसे लाया जाए।


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