बिएलेफेल्ड विश्वविद्यालय के प्रोफेसर दिमित्री तुर्चिनोविच के नेतृत्व में भौतिकविदों की एक टीम ने लीबनिज़ इंस्टीट्यूट फॉर सॉलिड स्टेट एंड मैटेरियल्स रिसर्च ड्रेसडेन (IFW Dresden) के शोधकर्ताओं के सहयोग से नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण सफलता हासिल की है, जो एआई हार्डवेयर के स्वरूप को बदल सकती है।
यह शोध 5 जून 2025 को नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित हुआ, जिसमें परमाणु-स्तरीय पतले सेमीकंडक्टर्स को अभूतपूर्व गति से अल्ट्राशॉर्ट प्रकाश पल्स के जरिए नियंत्रित करने की एक नई विधि प्रस्तुत की गई है। टीम ने विशेष नैनोस्केल एंटेना विकसित किए, जो टेराहर्ट्ज़ प्रकाश को दो-आयामी सामग्रियों जैसे मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड (MoS₂) के भीतर वर्टिकल इलेक्ट्रिक फील्ड में बदल देते हैं।
"परंपरागत रूप से ऐसे वर्टिकल इलेक्ट्रिक फील्ड, जो ट्रांजिस्टर और अन्य इलेक्ट्रॉनिक डिवाइसों को स्विच करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, इलेक्ट्रॉनिक गेटिंग के माध्यम से लगाए जाते हैं, लेकिन यह तरीका मूल रूप से अपेक्षाकृत धीमी प्रतिक्रिया समय तक सीमित रहता है," प्रोफेसर तुर्चिनोविच बताते हैं। "हमारा तरीका टेराहर्ट्ज़ प्रकाश का उपयोग सेमीकंडक्टर सामग्री के भीतर ही नियंत्रण सिग्नल उत्पन्न करने के लिए करता है – जिससे एक इंडस्ट्री-फ्रेंडली, प्रकाश-चालित, अल्ट्राफास्ट ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक तकनीक संभव होती है, जो अब तक संभव नहीं थी।"
यह तकनीक पिकोसेकंड से भी कम समय – यानी एक ट्रिलियनवें सेकंड – के स्केल पर इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं का रियल-टाइम नियंत्रण संभव बनाती है, जो पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग तरीकों की तुलना में कई गुना तेज है। शोधकर्ताओं ने दिखाया कि इन प्रकाश पल्सों की मदद से सामग्री के ऑप्टिकल और इलेक्ट्रॉनिक गुणों को चयनात्मक रूप से बदला जा सकता है।
इस अध्ययन के प्रमुख लेखक और प्रोफेसर तुर्चिनोविच के समूह में मैरी स्क्लोडोव्स्का क्यूरी फेलो डॉ. टोमोकी हिराओका ने प्रयोगात्मक क्रियान्वयन में अहम भूमिका निभाई। इस प्रभाव को उत्पन्न करने के लिए आवश्यक जटिल 3डी-2डी नैनोएंटेना IFW Dresden में डॉ. एंडी थॉमस के नेतृत्व वाली टीम द्वारा बनाए गए।
यह नवाचार एआई हार्डवेयर के लिए बेहद महत्वपूर्ण है, क्योंकि इससे कंप्यूटिंग सिस्टम कहीं अधिक तेज और ऊर्जा-कुशल बन सकते हैं। अल्ट्राफास्ट स्विचिंग क्षमताएं नई पीढ़ी के सिग्नल नियंत्रण डिवाइस, इलेक्ट्रॉनिक स्विच और सेंसर के विकास का मार्ग प्रशस्त कर सकती हैं, जो उन उन्नत एआई अनुप्रयोगों के लिए जरूरी हैं, जिनमें अत्यधिक प्रोसेसिंग स्पीड की मांग होती है।
यह तकनीक हाई-स्पीड डेटा ट्रांसमिशन, उन्नत कंप्यूटिंग आर्किटेक्चर, इमेजिंग सिस्टम और क्वांटम तकनीकों सहित कई क्षेत्रों में लागू की जा सकती है – ये सभी अगली पीढ़ी के एआई इन्फ्रास्ट्रक्चर के महत्वपूर्ण हिस्से हैं, जिसमें तेजी से बढ़ती प्रोसेसिंग क्षमताओं की आवश्यकता है।