1999 में जब वैलेरी लेविटास ने यूरोप छोड़ा, तो उन्होंने एक घूर्णी हीरे की एनविल सेल को पैक किया और इसे संयुक्त राज्य अमेरिका में ले आए।वह और उनके समूह के शोधकर्ता अभी भी दो हीरों के बीच सामग्री को निचोड़ने और कतरने के लिए उस दबाने, घुमाने वाले उपकरण के एक बहुत उन्नत संस्करण का उपयोग कर रहे हैं, ताकि वास्तविक प्रयोग के भीतर सीटू में देखा जा सके कि क्या होता है और शोधकर्ताओं की अपनी सैद्धांतिक भविष्यवाणियों को सत्यापित किया जा सके।

उदाहरण के लिए, क्रिस्टल संरचनाएँ कैसे बदलती हैं?क्या इससे नई और संभावित रूप से उपयोगी संपत्तियाँ उत्पन्न होती हैं?क्या कतरनी से यह परिवर्तन होता है कि नए सामग्री चरण बनाने के लिए कितना उच्च दबाव लागू किया जाना चाहिए?

यह "उन्नत यांत्रिकी, भौतिकी, के प्रतिच्छेदन पर अनुसंधान हैभौतिक विज्ञान, और अनुप्रयुक्त गणित,'' आयोवा स्टेट यूनिवर्सिटी एंसन मार्स्टन के इंजीनियरिंग के प्रतिष्ठित प्रोफेसर और इंजीनियरिंग में मरे हारपोल चेयर लेविटास ने लिखा।

लेविटास और उनके सहयोगियों के नवीनतम निष्कर्षों में से एक यह है कि इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक महत्वपूर्ण सामग्री सिलिकॉन में असामान्य चरण परिवर्तन होते हैं जब इसे बड़े और प्लास्टिक, या स्थायी, विकृतियों के साथ दबाया और काटा जाता है।

पत्रिकाप्रकृति संचारहाल ही मेंप्रकाशितनिष्कर्ष.संबंधित लेखक लेविटास हैं;और सोर्ब येसुधास, एक आयोवा राज्य पोस्टडॉक्टरल अनुसंधान सहयोगीअंतरिक्ष इंजिनीयरिंगऔर प्रमुख प्रयोगवादी.सह-लेखक फेंग लिन हैं, जो पहले आयोवा राज्य के थे;के.के.पांडे, पूर्व में आयोवा राज्य के अब भारत में भाभा परमाणु अनुसंधान केंद्र में;और इलिनोइस में आर्गोन नेशनल लेबोरेटरी में हाई-प्रेशर कोलैबोरेटिव एक्सेस टीम के जेसी स्मिथ, जहां समूह ने सीटू, एक्स-रे विवर्तन प्रयोग किए।

शोधकर्ता स्वीकार करते हैं कि उच्च दबाव में सिलिकॉन के परिवर्तनों के कई अध्ययन हुए हैं, लेकिन दबाव में सिलिकॉन और प्लास्टिक कतरनी विरूपण के बारे में नहीं।इस मामले में, उन्होंने सिलिकॉन के तीन कण आकार - एक मीटर का 1-मिलियनवां हिस्सा, एक मीटर का 30 अरबवां हिस्सा और एक मीटर का 100 अरबवां हिस्सा - को घूर्णी हीरे की एनविल सेल के अनूठे उपभेदों के अधीन किया।

शोधकर्ताओं ने लिखा, "इस तरह के "प्लास्टिक तनाव-प्रेरित चरण परिवर्तन पूरी तरह से अलग हैं और कई खोजों का वादा करते हैं।"

एक मीटर के 100 अरबवें सिलिकॉन नमूनों पर एक कमरे के तापमान के प्रयोग में पाया गया कि 0.3 गीगापास्कल के दबाव, दबाव मापने की एक सामान्य इकाई, और प्लास्टिक विरूपण ने सिलिकॉन के तथाकथित "Si-I" क्रिस्टल चरण को "Si-II" में बदल दिया।अकेले उच्च दबाव में, वह परिवर्तन 16.2 गीगापास्कल से शुरू होता है।

लेखकों ने लिखा, "दबाव 54 गुना कम हो गया है।"

लेविटास ने कहा, यह एक सफल प्रायोगिक खोज है।

उन्होंने कहा, "हमारा एक लक्ष्य परिवर्तन के दबाव को कम करना है।""तो, हम एक ऐसे क्षेत्र में काम करते हैं जहां अन्य शोधकर्ता आमतौर पर बहुत कम दबाव को नजरअंदाज कर देते हैं।"

इसके अलावा, उन्होंने कहा, शोधकर्ताओं की सामग्री विकृतियों का उद्देश्य सामग्री के नमूनों के आकार या आकार को बदलना नहीं है।

लेविटास ने कहा, "मुख्य हिस्सा माइक्रोस्ट्रक्चर को बदल रहा है।""वह परिवर्तन करता है जो चरण परिवर्तन उत्पन्न करता है।"

और विभिन्न चरणों की विभिन्न क्रिस्टल जाली संरचनाएं - यह पेपर सिलिकॉन के सात चरणों पर विचार करता है - विभिन्न गुण प्रदान करता है जो वास्तविक दुनिया, औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोगी हो सकते हैं।

"इष्टतम इलेक्ट्रॉनिक, ऑप्टिकल और के साथ वांछित नैनोसंरचित शुद्ध चरणों या चरणों (नैनोकम्पोजिट) ​​के मिश्रण को पुनः प्राप्त करनायांत्रिक विशेषताएंइस तकनीक से संभव है," शोधकर्ताओं ने लिखा।

यह एक ऐसी तकनीक है जो उद्योग जगत को दिलचस्प लग सकती है।

लेविटास ने कहा, "इन चरण परिवर्तनों के लिए बहुत अधिक दबाव के साथ काम करना उद्योग के लिए व्यावहारिक नहीं है।""लेकिन प्लास्टिक विकृतियों के साथ, हम इन्हें पारंपरिक रूप से प्राप्त कर सकते हैंउच्च दबावबहुत मामूली दबाव पर चरण, गुण और अनुप्रयोग।"

इन भौतिक प्रश्नों के बारे में 20 वर्षों तक सोचने और सिद्धांत बनाने के बाद, लेविटास ने कहा कि उन्हें घूर्णी हीरे की निहाई कोशिका में तनाव के प्रति सिलिकॉन की असामान्य प्रतिक्रिया की उम्मीद है।

उन्होंने कहा, "अगर मैंने कम दबाव पर चरण परिवर्तन की उम्मीद नहीं की होती, तो हमने कभी जाँच नहीं की होती।""ये प्रयोग हमारी कई सैद्धांतिक भविष्यवाणियों की पुष्टि करते हैं और सिद्धांत के लिए नई चुनौतियाँ भी खोलते हैं।"