6G नेटवर्क के लिए नई सिलिकॉन चिप विकसित की गई

गांधीनगर: भविष्य की 6G वायरलेस टेक्नोलॉजी के लिए एक महत्वपूर्ण उपलब्धि हासिल करते हुए, जवाहरलाल नेहरू सेंटर फॉर एडवांस्ड साइंटिफिक रिसर्च (JNCASR) के वैज्ञानिकों ने एक अभिनव सिलिकॉन चिप विकसित की है। विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (DST) के इस स्वायत्त संस्थान के शोधकर्ताओं ने सिद्ध किया है कि टेराहर्ट्ज़ तरंगें बाधाओं के बावजूद बहुत कम नुकसान के साथ प्रसारित हो सकती हैं। यह नवाचार भविष्य के कॉम्पैक्ट टेराहर्ट्ज़ सर्किट के लिए आधारशिला साबित हो सकता है।

PIB की रिपोर्ट के अनुसार, 6G नेटवर्क में टेराहर्ट्ज़ फ्रीक्वेंसी के उपयोग की संभावना है, जो माइक्रोवेव और इन्फ्रारेड प्रकाश के बीच आती है। यह फ्रीक्वेंसी विशाल बैंडविड्थ प्रदान करती है, लेकिन इसे सर्किट में निर्देशित करना चुनौतीपूर्ण है। सामान्यतः, वेवगाइड में मोड़ या जंक्शन सिग्नल को बिखेर देते हैं या परावर्तित कर देते हैं, जिससे वह कमजोर हो जाता है। शोधकर्ताओं ने सिलिकॉन स्लैब में त्रिकोणीय छिद्रों की सटीक व्यवस्था करके एक फोटोनिक क्रिस्टल बनाया है, जो टेराहर्ट्ज़ तरंगों को दो क्षेत्रों की सीमा के साथ निर्देशित करता है। ये सीमावर्ती चैनल बैकस्कैटरिंग से सुरक्षा प्रदान करते हैं।

शोध टीम ने ग्राफीन के हनीकॉम्ब लैटिस जैसा ढांचा रखने वाला सिलिकॉन फोटोनिक क्रिस्टल डिजाइन किया था। उन्होंने वेवगाइड के छोटे हिस्से में त्रिकोणीय छिद्रों के आकार में परिवर्तन करके एक बाधा उत्पन्न की थी। प्रयोगों के दौरान पता चला कि एक बाधा जोड़ने से केवल 1-2% और दो बाधाओं से 2-3% जितना ही नुकसान हुआ था। पारंपरिक नॉन-टोपोलॉजिकल वेवगाइड की तुलना में ये परिणाम अत्यंत सकारात्मक हैं। डेटा ट्रांसमिशन 100 गीगाबिट प्रति सेकंड (Gbit/s) तक पहुंच गया था, जिसका अर्थ है कि 5 गीगाबाइट की हाई-डेफिनिशन फिल्म आधे सेकंड से भी कम समय में ट्रांसफर की जा सकती है।

टीम ने हाई-रेसिस्टिविटी सिलिकॉन पर तीन उपकरणों का परीक्षण किया था। पहले उपकरण में दो बाधाएं श्रेणीबद्ध (series) थीं, दूसरे में ओमेगा-आकार का मार्ग था जिसमें चार तीखे मोड़ और एक केंद्रीय बाधा थी, और तीसरे में पावर स्प्लिटर था। 310-360 GHz की रेंज में माप सिमुलेशन के साथ सुसंगत रहे। स्प्लिटर में दोनों आउटपुट सिग्नल लगभग समान थे, जो दर्शाता है कि बाधा का ट्रांसमिशन पर न्यूनतम प्रभाव था। हाई-स्पीड डेटा टेस्ट में, डबल-बैरियर और ओमेगा-आकार के उपकरणों ने क्रमशः 48 और 60 Gbit/s की गति प्राप्त की थी। स्प्लिटर ने QAM-32 मॉड्यूलेशन का उपयोग करके 100 Gbit/s की गति प्राप्त की थी।

इस अध्ययन का नेतृत्व JNCASR की मेटा ऑप्टिक्स लेबोरेटरी (MetoLab) के असिस्टेंट प्रोफेसर डॉ. अभिषेक कुमार ने किया था। उन्होंने बताया कि, "टेराहर्ट्ज़ तरंगें छिद्र की ज्यामिति बदलकर बनाई गई बाधा को पार कर सकती हैं और 100 Gbit/s डेटा ले जा सकती हैं, जो इस प्रभाव को टेराहर्ट्ज़ चिप्स के लिए एक उपयोगी डिजाइन टूल बनाता है।" इस शोध में JNCASR के समीना मुल्ला और संग्राम कुमार साधु संयुक्त प्रथम लेखक थे। इसके अलावा, JNCASR, IISER कोलकाता, IIT बॉम्बे, सिंगापुर के A*STAR इंस्टीट्यूट ऑफ माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स और फ्रांस की यूनिवर्सिटी ऑफ लिल के विशेषज्ञों ने सहयोग दिया था। यह कार्य 'एडवांस्ड मैटेरियल्स' जर्नल में प्रकाशित हुआ है।

भविष्य में, टीम इन बाधाओं को इलेक्ट्रिकली, थर्मल या मैकेनिकल रूप से ट्यून करने की योजना बना रही है, जिससे सिग्नलों को आवश्यकतानुसार अलग-अलग मार्गों पर मोड़ना संभव हो सकेगा। यह तकनीक सिंगल चिप पर सिग्नल को रूट और स्प्लिट करने में सहायक होगी।

जवाहरलाल नेहरू सेंटर फॉर एडवांस्ड साइंटिफिक रिसर्च (JNCASR) भारत सरकार के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग के तहत एक अग्रणी अनुसंधान संस्थान था। यह विभिन्न वैज्ञानिक क्षेत्रों में उन्नत अनुसंधान और विकास के लिए जाना जाता था, जिसने देश में तकनीकी प्रगति में महत्वपूर्ण योगदान दिया था।