ন্যানোমেকানিক্যাল রেজোনেটরস হলো এমন এক ধরনের সরঞ্জাম যা নির্দিষ্ট কম্পাঙ্কে কম্পিত হয়ে বিভিন্ন কাজ সম্পন্ন করতে সক্ষম। এটি একটি টিউনিং ফর্কের মতো, যা আঘাত করলে নির্দিষ্ট কম্পাঙ্কে কাঁপতে শুরু করে এবং একটি ধ্বনি তৈরি করে। টিউনিং ফর্কের মতো এই ধরনের সরঞ্জাম বহু শতাব্দী ধরে ব্যবহৃত হয়ে আসছে, কিন্তু এখন এই রেজোনেটরসগুলো অনেক উন্নত ও সংবেদনশীল আকারে তৈরি হচ্ছে।
অধুনা বিজ্ঞানীরা ন্যানোমেকানিক্যাল রেজোনেটরসকে মাইক্রো এবং ন্যানো স্কেলে তৈরি করছেন, যা সাধারণ রেজোনেটরের চেয়ে অনেক বেশি সংবেদনশীল এবং উচ্চ কম্পাঙ্কে কম্পিত হতে সক্ষম। এ ধরনের রেজোনেটরস মূলত ক্ষুদ্র শক্তি বা ভর পরিবর্তন শনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। এই উন্নতি কোয়ান্টাম প্রযুক্তিতে বড় ধরনের সম্ভাবনার দ্বার খুলে দিয়েছে, যেখানে বিজ্ঞানীরা রেজোনেটরসের সাহায্যে আরও সুনির্দিষ্ট মাপজোক করার উপায় খুঁজছেন।
আরও পড়ুনঃ ইলেকট্রনিক জিহ্বা : খাবারের সতেজতা এবং নিরাপত্তা নিশ্চিত করার নতুন প্রযুক্তি
মাইক্রোফ্যাব্রিকেশন এবং কোয়ান্টাম
মাইক্রোফ্যাব্রিকেশন প্রযুক্তির অগ্রগতির ফলে ন্যানোমেকানিক্যাল রেজোনেটরসগুলো অনেক ক্ষুদ্র এবং সংবেদনশীল আকারে তৈরি করা সম্ভব হয়েছে। এই রেজোনেটরসগুলো উচ্চ কম্পাঙ্কে কাঁপতে সক্ষম হওয়ার পাশাপাশি আরও বেশি সংবেদনশীল, যা তাদের বিভিন্ন পরীক্ষায় ব্যবহার উপযোগী করে তুলেছে। উদাহরণস্বরূপ, ক্ষুদ্র শক্তি বা ভর পরিবর্তন শনাক্ত করার জন্য এদের ব্যবহার করা হয়।
কোয়ান্টাম প্রযুক্তিতে ন্যানোমেকানিক্যাল রেজোনেটরস নিয়ে বিশেষ আগ্রহ তৈরি হয়েছে, কারণ এর মাধ্যমে কোয়ান্টাম অবস্থার ব্যবহার করে আরও সুনির্দিষ্টভাবে পরিমাপ করা সম্ভব হতে পারে। চালমার্স ইউনিভার্সিটি অব টেকনোলজির পদার্থবিজ্ঞানী প্রফেসর উইটলেফ ভিৎসোরেক বলেছেন, “কোয়ান্টাম অবস্থার ব্যবহার ন্যানোমেকানিক্যাল রেজোনেটরসের সংবেদনশীলতাকে আরও উন্নত করতে পারে।” এর ফলে কোয়ান্টাম প্রযুক্তির উন্নয়নে নতুন দিগন্ত উন্মোচিত হতে পারে।
উচ্চ মানের গুণমান বজায় রাখা
কোয়ান্টাম প্রযুক্তিতে ন্যানোমেকানিক্যাল রেজোনেটরস ব্যবহার করার জন্য এদের কম্পন অনেক সময় ধরে অব্যাহত থাকতে হবে, যাতে শক্তি হ্রাস না হয়। এটি নির্ধারণ করা হয় যান্ত্রিক গুণমান দ্বারা, যাকে বলা হয় “মেকানিক্যাল কোয়ালিটি ফ্যাক্টর”। একটি বড় গুণমান ফ্যাক্টর নির্দেশ করে যে রেজোনেটরটি দীর্ঘ সময় ধরে কম্পিত হতে পারে এবং এর সংবেদনশীলতাও উন্নত হয়। এছাড়াও, কোয়ান্টাম অবস্থাগুলো দীর্ঘস্থায়ী হয়, যা সংবেদনশীলতা এবং কোয়ান্টাম প্রযুক্তিতে ব্যবহার উপযোগী।
সিলিকন নাইট্রাইডের চ্যালেঞ্জ
বেশিরভাগ উন্নতমানের ন্যানোমেকানিক্যাল রেজোনেটরস টেনসাইল-স্ট্রেইনড সিলিকন নাইট্রাইড দিয়ে তৈরি, যা তার অসাধারণ যান্ত্রিক গুণমানের জন্য পরিচিত। তবে সিলিকন নাইট্রাইডের একটি সমস্যা হলো এটি বিদ্যুৎ পরিবাহিতা, চৌম্বকত্ব বা পাইজোইলেকট্রিক বৈশিষ্ট্য রাখে না। ফলে ন্যানোমেকানিক্যাল রেজোনেটরসকে অন্যান্য সিস্টেমের সাথে সংযোগ করা বা সরাসরি নিয়ন্ত্রণ করা বেশ কঠিন। এই সমস্যা সমাধানের জন্য সিলিকন নাইট্রাইডের উপরে একটি কার্যকরী উপাদান যোগ করার প্রয়োজন হয়। তবে এর ফলে যান্ত্রিক গুণমান হ্রাস পায়, যা রেজোনেটরের কার্যক্ষমতা কমিয়ে দেয়।
অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইডের মাধ্যমে অগ্রগতি
এই চ্যালেঞ্জ মোকাবেলার জন্য চালমার্স ইউনিভার্সিটি অব টেকনোলজি এবং ম্যাগডেবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা টেনসাইল-স্ট্রেইনড অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড দিয়ে তৈরি একটি নতুন ন্যানোমেকানিক্যাল রেজোনেটর তৈরি করেছেন। অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড একটি পাইজোইলেকট্রিক উপাদান যা উচ্চ যান্ত্রিক গুণমান বজায় রাখতে সক্ষম। পাইজোইলেকট্রিক উপাদানগুলো যান্ত্রিক আন্দোলনকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করতে সক্ষম, যা রেজোনেটরকে সনাক্তকরণে সরাসরি পড়ার জন্য ব্যবহার করা যায়। এছাড়াও, এটি যান্ত্রিক ও বৈদ্যুতিক শক্তিকে একত্রিত করার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, যা তথ্য সংক্রমণে বিশেষ উপযোগী, এমনকি কোয়ান্টাম স্তরেও।
গবেষণার প্রধান লেখক এবং চালমার্সের কোয়ান্টাম প্রযুক্তির গবেষণা বিশেষজ্ঞ আনাস্তাসিয়া সির্স বলেছেন, “পাইজোইলেকট্রিক উপাদান যান্ত্রিক আন্দোলনকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করতে সক্ষম এবং তা সনাক্তকরণের জন্য সরাসরি নিয়ন্ত্রণ এবং পড়ার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।”
ভবিষ্যতের লক্ষ্য
গবেষকরা বর্তমানে দুটি প্রধান লক্ষ্য নিয়ে কাজ করছেন: রেজোনেটরগুলোর গুণমান আরও উন্নত করা এবং এমন ডিজাইন তৈরি করা যা পাইজোইলেকট্রিসিটি ব্যবহার করে কোয়ান্টাম সনাক্তকরণে উপযোগী।
ন্যানোমেকানিক্যাল রেজোনেটরস প্রযুক্তির ক্ষেত্রে বড় ধরনের পরিবর্তন আনার সম্ভাবনা রাখে। টেনসাইল-স্ট্রেইনড অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইডের মতো উপাদানের ব্যবহার প্রযুক্তির উন্নয়নে আরও নতুন দিগন্ত উন্মোচন করবে এবং কোয়ান্টাম প্রযুক্তির ক্ষেত্রে আরও বড় ধরনের অগ্রগতি ঘটাবে।
