एक बार प्रदर्शन बाधा के बाद, भौतिक क्विर्क दूरसंचार में सुधार कर सकता है

भारत में संचार व्यवस्था :: communication in India (जुलाई 2019).

Anonim

शोधकर्ता जो परमाणु स्तर पर सामग्री के व्यवहार का अध्ययन और कुशलतापूर्वक उपयोग करते हैं, ने एक पतली सामग्री बनाने का एक तरीका खोजा है जो माइक्रोवेव ऊर्जा के प्रवाह को बढ़ाता है। अग्रिम, जो दूरसंचार में सुधार कर सकता है, संरचनात्मक लक्षणों पर नई रोशनी डालता है, जिसे आम तौर पर स्थैतिक और बाधा के रूप में देखा जाता है, जो गतिशील होने पर वास्तव में सामग्री की विशेष क्षमता के लिए महत्वपूर्ण होते हैं।

प्रकृति पत्रिका में दी गई खोज से पता चलता है कि कैसे डोमेन दीवारें-स्वाभाविक रूप से होने वाली सीमाएं, रिश्तेदार विस्थापन के विभिन्न दिशाओं के साथ परमाणुओं को अलग करती हैं, जो सामग्री के भीतर डिप्लोल्स बनाती हैं-वास्तव में विद्युत चुम्बकीय आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला तक पहुंचने के लिए प्रवेश द्वार हो सकती हैं। और यह पहुंच एक दिन संचार चैनलों के रूप में उपयोग आवृत्तियों की सीमा का विस्तार कर सकती है।

पेपर में, ड्रेक्सेल विश्वविद्यालय के शोधकर्ता, इज़राइल में बार-इलान विश्वविद्यालय, बर्कले में कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, सांता बारबरा में कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, कार्नेगी इंस्टीट्यूशन फॉर साइंस, और पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय ने दिखाया कि कैसे फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री डिज़ाइन की जा सकती है इस तरह से डोमेन दीवारों का उपयोग वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले मोबाइल उपकरणों की तुलना में आवृत्ति नियंत्रण की एक उच्च डिग्री के साथ माइक्रोवेव संचारित करने के लिए किया जा सकता है।

यूसी सांता बारबरा के एक प्रोफेसर रॉबर्ट यॉर्क और पेपर के एक सह-लेखक रॉबर्ट यॉर्क ने कहा, "मोबाइल संचार के लिए उपभोक्ता मांग बढ़ जाती है क्योंकि उपलब्ध वायरलेस स्पेक्ट्रम तेजी से घिरा हुआ है और अनुकूली, आवृत्ति-फुर्तीली एंटेना बनाने के लिए नई प्रौद्योगिकियों की आवश्यकता है।" "ट्यूनेबल ढांकता हुआ सामग्री एक संभावित समाधान हो सकता है।"

अपनी ट्रांसमिशन गुणवत्ता को बढ़ाने के लिए सामग्री के भीतर डोमेन दीवारों का उपयोग करना एक विशेष रूप से अप्रत्याशित दृष्टिकोण है क्योंकि इन सीमाओं की उपस्थिति माइक्रोवेव विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को पारित करने की सामग्री की क्षमता को दृढ़ता से कम करती है। अब तक, रेडियो आवृत्ति उपकरणों में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों को प्रसारित करने के लिए सबसे अच्छी फिल्म सामग्री को आम तौर पर सिंगल-क्रिस्टल सामग्री माना जाता था, जिसमें स्थायी स्थायी द्विध्रुवीय क्षण नहीं होते-अकेले डोमेन दीवारों को छोड़ दें।

लेकिन शोध दल ने डोमेन दीवारों की उच्च घनत्व वाली फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री बनाकर अपने सिर पर डोमेन दीवारों की इस धारणा को बदल दिया, जो ट्यूनेबिलिटी और ट्रांसमिशन गुणवत्ता की बात करते समय सिंगल क्रिस्टल से बेहतर प्रदर्शन कर सकता है।

समूह ने पाया कि बेरियम स्ट्रोंटियम टाइटेनैट की एक पतली फिल्म की डोमेन दीवारें, अक्सर अध्ययन की गई फेरोइलेक्ट्रिक सामग्री, एक साथ गूंजने वाली कंपन गिटार तारों की तरह काम करती हैं। माइक्रोवेव को अवशोषित करने या स्कैटर करने की बजाए, घने की उपस्थिति, लेकिन आदेश दिया गया है, oscillating डोमेन दीवारों का झटका वास्तव में संचरण की गुणवत्ता में सुधार करता है।

ड्रेक्सेल के एक सामग्री विज्ञान प्रोफेसर जोनाथन स्पैनियर ने कहा, "यहां तक ​​कि स्थायी, पुन: उन्मुख डिप्लोल्स के बिना, उच्च गुणवत्ता वाले थोक एकल क्रिस्टल, उच्च आवृत्तियों पर अधिक नुकसान होता है, जो जाली में परमाणुओं के कंपन के कारण हस्तक्षेप के कारण होता है" अनुसंधान का नेतृत्व किया। "स्थायी डिप्लोल्स के साथ फिल्म सामग्री डोमेन दीवारों का निर्माण करती है, और नुकसान बहुत खराब होता है। लेकिन फिल्म जो रिवर्सिबल डोमेन वॉल मोशन और उनके असंतुलित व्यवहार का समर्थन करती हैं आश्चर्यजनक रूप से उस प्रवृत्ति को तोड़ती हैं और आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला पर गूंजती हैं।"

शोधकर्ताओं के मुताबिक, "थर्मोडायनामिक रूप से अनुमानित तनाव-प्रेरित, फेरोइलेक्ट्रिक डोमेन दीवार वेरिएंट्स के बीच निकटता और पहुंच क्षमता, गीगाहर्ट्ज माइक्रोवेव ट्यूनेबिलिटी और ढांकता हुआ नुकसान प्राप्त करने के लिए जो वर्तमान सर्वोत्तम फिल्म उपकरणों के लिए परिमाण के 1-2 ऑर्डर द्वारा पार करते हैं, मूल्यों को तुलनीय मानते हैं एकल क्रिस्टल को थोक करने के लिए, लेकिन एक आंतरिक रूप से ट्यून करने योग्य सामग्री में, "वे कागज में लिखते हैं।

स्पैनियर के शोध समूह में एक पोस्टडोक्टरल वैज्ञानिक, सह-लेखक ज़ोंगक्वन गु के अनुसार, इस असाधारण ट्यूनिबिलिटी की कुंजी, विभिन्न चरणों की प्रचुरता है, "फेरोइलेक्ट्रिक चरण संक्रमण तापमान स्थायी द्विध्रुवीय आदेश की शुरुआत को चिह्नित करता है। ढांकता हुआ में एक चोटी संवेदनशीलता, कैपेसिटेंस की परिमाण से संबंधित एक थर्मोडायनामिक संपत्ति, संक्रमण का एक हॉलमार्क है, "गु ने कहा। "एक फिल्म सामग्री इंजीनियरिंग को संक्रमण के पास कई, अधिक आसानी से उपलब्ध 'चरण' रखने के लिए सामग्री को उसी वोल्टेज के साथ बहुत अधिक कैपेसिटेंस ट्यूनिंग प्राप्त करने की अनुमति मिलती है।"

ड्रेक्सेल के एक स्नातक छात्र स्पैनियर, गु, और जेफ्री जिओ के साथ, डोमेन दीवार समृद्ध बेरियम स्ट्रोंटियम टाइटेनैट फिल्म के उत्पादन को निर्देशित करने के लिए डोमेन दीवार समृद्ध ऊर्जा परिदृश्य की भविष्यवाणी के लिए सिद्धांत और अनुकरण प्रयास शुरू किए। लेन मार्टिन के नेतृत्व में बर्कले में स्पैनियर के सहयोगियों के साथ, फेरोइलेक्ट्रिक डोमेन दीवारों फिल्म विज्ञान में एक नेता, सामग्री विज्ञान में प्रोफेसर, गु ने डोमेन के घने एकाग्रता को बनाने के लिए तनाव इंजीनियरिंग नामक एक प्रक्रिया का उपयोग करके सामग्री के पहले नमूने भी बनाए और चित्रित किए। दीवारों।

वहां से, इज़राइल में बार-इलान विश्वविद्यालय के सहयोगियों ने रसायन विज्ञान के प्रोफेसर इल्या ग्रिनबर्ग की अगुवाई की, तापमान, तनाव और विद्युत क्षेत्र के विभिन्न मूल्यों पर विशेष फिल्म सामग्री के परमाणु पैमाने पर गतिशील व्यवहार को अनुकरण किया, इसके साथ तुलना करके किसी भी डोमेन दीवारों के बिना "सही" फेरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल - जिसने सामग्री के असाधारण व्यवहार को प्रकट किया।

इस आंतरिक ट्यूनिबिलिटी का अर्थ है कि सामग्री की उत्कृष्ट संचरण क्षमताओं को किसी बाहरी, इलेक्ट्रोमेकैनिकल वृद्धि की आवश्यकता नहीं है, इसे संचार उपकरणों में उपयोग के लिए वादा करना है- जहां स्पेक्ट्रम की कुशल पहुंच आवश्यक है।

यूसी सांता बारबरा, यॉर्क, इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के प्रोफेसर, और उनके डॉक्टरेट के छात्र सेड्रिक मेयर्स ने इलेक्ट्रोड टेस्ट स्ट्रक्चर तैयार किए जो सामग्री की अनुनाद माइक्रोवेव प्रतिक्रिया के माप और विश्लेषण को सक्षम करते थे, जिसमें इसकी ट्यूनिबिलिटी भी शामिल थी।

यॉर्क ने कहा, "1 99 0 के उत्तरार्ध से यूसीएसबी में ट्यूनेबल ढांकता हुआ पदार्थ मेरे समूह में जांच का केंद्र रहा है।" "लेकिन कुछ प्रगति के बावजूद, हम लगातार उन सामग्रियों की सीमाओं के खिलाफ भाग गए जो कम समझ में आये थे। यह काम इन सीमाओं को बेहतर ढंग से समझने और संभावित समाधानों की पहचान करने में मदद करता है।"

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