૬જી નેટવર્ક માટે નવી સિલિકોન ચિપ વિકસાવવામાં આવી

ગાંધીનગર: ભવિષ્યની ૬જી વાયરલેસ ટેકનોલોજી માટે એક મહત્વપૂર્ણ સિદ્ધિ પ્રાપ્ત કરતા, જવાહરલાલ નેહરુ સેન્ટર ફોર એડવાન્સ્ડ સાયન્ટિફિક રિસર્ચ (JNCASR) ના વૈજ્ઞાનિકોએ એક નવીન સિલિકોન ચિપ વિકસાવી છે. વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી વિભાગ (DST) ના આ સ્વાયત્ત સંસ્થાના સંશોધકોએ સાબિત કર્યું છે કે ટેરાહર્ટ્ઝ તરંગો અવરોધો હોવા છતાં ખૂબ જ ઓછા નુકસાન સાથે પ્રસારિત થઈ શકે છે. આ નવીનતા ભવિષ્યના કોમ્પેક્ટ ટેરાહર્ટ્ઝ સર્કિટ્સ માટે પાયાનો પથ્થર સાબિત થઈ શકે છે.

PIB ના અહેવાલ મુજબ, ૬જી નેટવર્કમાં ટેરાહર્ટ્ઝ ફ્રીક્વન્સીનો ઉપયોગ થવાની ધારણા છે, જે માઇક્રોવેવ અને ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશની વચ્ચે આવે છે. આ ફ્રીક્વન્સી વિશાળ બેન્ડવિડ્થ પ્રદાન કરે છે, પરંતુ તેને સર્કિટમાં માર્ગદર્શન આપવું પડકારજનક છે. સામાન્ય રીતે, વેવગાઇડમાં વળાંક અથવા જંકશન સિગ્નલને વિખેરી નાખે છે અથવા પરાવર્તિત કરે છે, જેનાથી તે નબળું પડી જાય છે. સંશોધકોએ સિલિકોન સ્લેબમાં ત્રિકોણાકાર છિદ્રોની ચોક્કસ ગોઠવણી કરીને એક ફોટોનિક ક્રિસ્ટલ બનાવ્યું છે, જે ટેરાહર્ટ્ઝ તરંગોને બે વિસ્તારોની સરહદ સાથે માર્ગદર્શન આપે છે. આ સરહદી ચેનલો બેકસ્કેટરિંગ સામે રક્ષણ આપે છે.

સંશોધન ટીમે ગ્રાફીનના હનીકોમ્બ લેટીસ જેવું માળખું ધરાવતું સિલિકોન ફોટોનિક ક્રિસ્ટલ ડિઝાઇન કર્યું હતું. તેમણે વેવગાઇડના ટૂંકા વિભાગમાં ત્રિકોણાકાર છિદ્રોના કદમાં ફેરફાર કરીને એક અવરોધ ઊભો કર્યો હતો. પ્રયોગો દરમિયાન જાણવા મળ્યું કે એક અવરોધ ઉમેરવાથી માત્ર ૧-૨% અને બે અવરોધોથી ૨-૩% જેટલું જ નુકસાન થયું હતું. પરંપરાગત નોન-ટોપોલોજીકલ વેવગાઇડની તુલનામાં આ પરિણામો અત્યંત સકારાત્મક છે. ડેટા ટ્રાન્સમિશન ૧૦૦ ગીગાબિટ પ્રતિ સેકન્ડ (Gbit/s) સુધી પહોંચ્યું હતું, જેનો અર્થ છે કે ૫ ગીગાબાઇટની હાઇ-ડેફિનેશન ફિલ્મ અડધા સેકન્ડ કરતા પણ ઓછા સમયમાં ટ્રાન્સફર થઈ શકે છે.

ટીમે હાઇ-રેઝિસ્ટિવિટી સિલિકોન પર ત્રણ ઉપકરણોનું પરીક્ષણ કર્યું હતું. પ્રથમ ઉપકરણમાં બે અવરોધો શ્રેણીબદ્ધ હતા, બીજામાં ઓમેગા-આકારનો માર્ગ હતો જેમાં ચાર તીક્ષ્ણ વળાંક અને એક કેન્દ્રીય અવરોધ હતો, અને ત્રીજામાં પાવર સ્પ્લિટર હતું. ૩૧૦-૩૬૦ GHz ની રેન્જમાં માપન સિમ્યુલેશન સાથે સુસંગત રહ્યા હતા. સ્પ્લિટરમાં બંને આઉટપુટ સિગ્નલ લગભગ સમાન હતા, જે દર્શાવે છે કે અવરોધની ટ્રાન્સમિશન પર ન્યૂનતમ અસર હતી. હાઇ-સ્પીડ ડેટા ટેસ્ટમાં, ડબલ-બેરીયર અને ઓમેગા-આકારના ઉપકરણોએ અનુક્રમે ૪૮ અને ૬૦ Gbit/s ની ઝડપ મેળવી હતી. સ્પ્લિટરે QAM-૩૨ મોડ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરીને ૧૦૦ Gbit/s ની ઝડપ પ્રાપ્ત કરી હતી.

આ અભ્યાસનું નેતૃત્વ JNCASR ના મેટા ઓપ્ટિક્સ લેબોરેટરી (MetoLab) ના આસિસ્ટન્ટ પ્રોફેસર ડૉ. અભિષેક કુમારે કર્યું હતું. તેમણે જણાવ્યું હતું કે, "ટેરાહર્ટ્ઝ તરંગો છિદ્રની ભૂમિતિ બદલીને બનાવેલા અવરોધને પાર કરી શકે છે અને ૧૦૦ Gbit/s ડેટા વહન કરી શકે છે, જે આ અસરને ટેરાહર્ટ્ઝ ચિપ્સ માટે ઉપયોગી ડિઝાઇન ટૂલ બનાવે છે." આ સંશોધનમાં JNCASR ના સમીના મુલ્લા અને સંગ્રામ કુમાર સાધુ સંયુક્ત પ્રથમ લેખકો હતા. આ ઉપરાંત, JNCASR, IISER કોલકાતા, IIT બોમ્બે, સિંગાપોરની A*STAR ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને ફ્રાન્સની યુનિવર્સિટી ઓફ લિલના નિષ્ણાતોએ સહયોગ આપ્યો હતો. આ કાર્ય 'એડવાન્સ્ડ મટિરિયલ્સ' જર્નલમાં પ્રકાશિત થયું છે.

ભવિષ્યમાં, ટીમ આ અવરોધોને ઇલેક્ટ્રિકલી, થર્મલી અથવા મિકેનિકલી ટ્યુન કરવાની યોજના ધરાવે છે, જેથી સિગ્નલોને જરૂરિયાત મુજબ અલગ-અલગ માર્ગો પર વાળવાનું શક્ય બનશે. આ ટેકનોલોજી સિંગલ ચિપ પર સિગ્નલને રૂટ અને સ્પ્લિટ કરવામાં મદદરૂપ થશે.

જવાહરલાલ નેહરુ સેન્ટર ફોર એડવાન્સ્ડ સાયન્ટિફિક રિસર્ચ (JNCASR) એ ભારત સરકારના વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી વિભાગ હેઠળની એક અગ્રણી સંશોધન સંસ્થા હતી. તે વિવિધ વૈજ્ઞાનિક ક્ષેત્રોમાં અદ્યતન સંશોધન અને વિકાસ માટે જાણીતી હતી, જેણે દેશમાં ટેકનોલોજીકલ પ્રગતિમાં મહત્વનું યોગદાન આપ્યું હતું.