GaN ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರು
ನಿವೃತ್ತ ಮುಖ್ಯಶಿಕ್ಷಕರು
ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಕ್ಕೆ ನೀಡುವ ನೊಬೆಲ್‌ ಬಹುಮಾನವನ್ನು ೨೦೧೪ರಲ್ಲಿ ಶುಜಿ ನಕಮೂರ, ಇಸಮು ಅಕಸಾಕಿ ಮತ್ತು ಹಿರೋಶಿ ಅಮಾನೊ ಈ ಮೂರು ಜನರಿಗೆ ನೀಡಲಾಯಿತು. ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಅಲ್ಲದೆಯೇ ಸಾಮಾನ್ಯ ಜನರ ಬದುಕಿನಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಬೆಳಕನ್ನು ತಂದ ನೀಲಿ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವ ದ್ಯುತಿ ಉತ್ಸರ್ಜಕ ಡೈಯೋಡಿನಂತಹ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಅನ್ವೇಷಣೆಗಾಗಿ ಈ ಮೂವರಿಗೆ ನೊಬಲ್‌ ಬಹುಮಾನವನ್ನು ನೀಡಿ ಗೌರವಿಸಲಾಯಿತು. ನಾವು ಈ ಹಿಂದಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸುತ್ತಿದ್ದ ತಾಪ ದೀಪ್ತಿ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ದೀಪ್ತಿ ವಿದ್ಯುತ್ ದೀಪಗಳು ಮರೆಯಾಗಿ ನಮ್ಮ ಮನೆ, ಕಛೇರಿ, ಶಾಲಾ ಕೊಠಡಿಗಳು, ವಾಹನಗಳಲ್ಲಿ, ಬೀದಿ ದೀಪಗಳಲ್ಲಿ ಮುಂತಾದ ಕಡೆಗಳಲ್ಲಿ ಎಲ್‌ ಇ ಡಿ ಗಳು ವ್ಯಾಪಿಸಿ ಬಿಟ್ಟಿವೆ. ನಮ್ಮ ಅನುಭವದಲ್ಲಿ ನಾವು ತಿಳಿದಂತೆ ತಾಪ ದೀಪ್ತಿ ಬಲ್ಬುಗಳು ಅತ್ಯಧಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ತನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಬೇಗನೆ ಸುಟ್ಟು ಹಾಳಾಗುತ್ತವೆ. ಅವುಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಎಲ್‌ ಇಡಿ ಬಲ್ಬುಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಅತ್ಯಲ್ಪ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ದೀರ್ಘ ಕಾಲ ಬಾಳಿಕೆ ಬರುತ್ತವೆ. ಇಂತಹ ಮಹತ್ತರ ಬದಲಾಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾದ ಎಲ್‌ ಇ ಡಿಗಳಿಂದ ಬಿಳಿಯ ಬೆಳಕನ್ನು ಪಡೆಯಬೇಕಾದರೆ ನೀಲಿ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವ ಎಲ್‌ ಇ ಡಿಯು ಅತ್ಯವಶ್ಯವಾದ ಭಾಗವಾಗಿದೆ. ೧೯೬೦ರಷ್ಟು ಹಿಂದೆಯೆ ಹಸಿರು ಮತ್ತು ಕೆಂಪು ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವ ಎಲ್‌ ಇ
ಬಿಳಿಯ ಬೆಳಕಿನ ಡಯೋಡನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವ ಇನ್ನೊಂದು ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಇಂಡಿಯಂ ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ನೈಟ್ರೈ̈ಡ್ (InGaN) ಚಿಪ್‌ಗೆ ಸಿರಿಯಂ ಮಿಶ್ರಿತ ಯೇಟ್ರಿಯಂ ಅಲ್ಯೂಮೀನಿಯಂ ಹರಳಿನಂತಹ ಹಳದಿ ಪ್ರತಿ ದೀಪ್ತಿ ವಸ್ತುವನ್ನು ಲೇಪಿಸಿ ತಯಾರಿಸುವುದು. ಇಂಡಿಯಂ ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ನೈಟ್ರೈ̈ಡ್ ಚಿಪ್ ಹೊರಸೂಸುವ ನೀಲಿ ಬೆಳಕಿನ ಒಂದಷ್ಟು ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ರಂಜಕವು ಹಳದಿಯಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಉಳಿದ ನೀಲಿ ಮತ್ತು ಹಳದಿ ಬೆಳಕುಗಳು ಸಂಯೊಜನೆಗೊಂಡು ಬಿಳಿಯ ಬೆಳಕನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತವೆ. ಇಂದು ನಾವು ಬಳಸುವ ಟಿವಿ, ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌, ಮೊಬೈಲ್‌ ಫೋನು ಸ್ಕ್ರೀನುಗಳ ಪರದೆ ಹಿಂದಿನ ಬ್ಯಾಕ್‌ ಲೈಟ್‌, ಮುಂತಾಗಿ ವಿವಿಧ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಎಲ್‌ ಇ ಡಿ ಬಲ್ಬುಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಎರಡು ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಯಾವುದಾದರೂ ಒಂದು ಬಗೆಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಅಳಡಿಕೆಯಾಗಿದೆ. ಹೀಗೆ ಎಲ್‌ ಇ ಡಿ ಡೈಯೋಡುಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಕೆಯಾಗುವ GaN ಬಗ್ಗೆ ಸಂಶೋಧನೆಗಳು ಮುಂದುವರೆದಂತೆ ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಮತ್ತು ಅಪೇಕ್ಷಣೀಯವಾದ ಅದರ ವಿಶಿಷ್ಟ ಗುಣಗಳು ಬೆಳಕಿಗೆ ಬರತೊಡಗಿದವು. ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನ ಅನುಕಲಿತ ಚಿಪ್ ಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಕೆಯಾಗುವ ಸಿಲಿಕಾನಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಮತ್ತು ವಿಭವಾಂತರವನ್ನು ಧಾರಣೆ ಮಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ GaN ಗೆ ಅಗಾಧವಾಗಿದೆ. ಈಗ ವ್ಯಾಪಕ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿರುವ MOSFETs ಮತ್ತು IGBTs ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ GaNನ್ನು ಬಳಸಿರುವ ಸ್ವಿಚ್ಚುಗಳು ಹತ್ತಾರು ಪಟ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಮತ್ತು ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ ವಾಹಕತೆಯು ಅತ್ಯಧಿಕ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಆಗುವ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟವೂ ಅಲ್ಪವಾದ್ದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಉಳಿತಾಯವೂ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೂಲದ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರುಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಇವು ತೂಕ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೂ ಹೆಚ್ಚು ವಿದ್ಯುತ್
೧೦೦ ವಾಯುಮಂಡಲದಷ್ಟು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ದ್ರವಿಸಿದ ಗ್ಯಾಲಿಯಂನ್ನು
ಮೂಲಕ ೭೫೦ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಷಿಯಸ್‌ ತಾಪದ ನೈಟ್ರೋಜನ್‌ ಹಾಯಿಸಿ
GaNನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಇಲ್ಲವೇ
ಸಾಮಾನ್ಯ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ೯೦೦ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಷಿಯಸ್‌ ತಾಪದಲ್ಲಿನ
ಗ್ಯಾಲಿಯಂನ ಮೇಲೆ ಅಮೋನಿಯ ಅನಿಲವನ್ನು ನುಗ್ಗಿಸಿ ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಗ್ಯಾಲಿಯಂನೈಟ್ರೈಡ್‌ ತಯಾರಿಕೆ
ಮತ್ತು ಅದರ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರಿನ ನಿರ್ಮಾಣದಲ್ಲಿ ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿನ ತಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಮುಂದುವರೆದ ದೇಶಗಳು ಮುಂಚೋಣಿಯಲ್ಲಿದ್ದು ಆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ರಾಕೆಟ್‌ ವಿಜ್ಞಾನಕ್ಕಿಂತ
ಹೆಚ್ಚು ಗುಟ್ಟಾಗಿ ಇರಿಸಿಕೊಂಡಿವೆ. ಹೀಗಿರುವಲ್ಲಿ
ಭಾರತದಂತ ದೇಶಗಳು ಅವು ಹೇಳಿದ ಬೆಲೆಗೆ GaN
ಆಧಾರಿತ
ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಕೊಳ್ಳುವ ಪರಿಸ್ಥಿತಿ ಇದೆ.
ಇತ್ತೀಚಿನ
ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಭಾರತದ ರಕ್ಷಣಾ ಉದ್ದಿಮೆಯು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬೆಳೆದು ನಿಂತು ವಿಶ್ವದ ಅನೇಕ ಮುಂದುವರೆದ
ದೇಶಗಳ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ವಿಶ್ವಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಪೈಪೋಟಿ ನಡೆಸುವ ಮಟ್ಟಿಗೆ ತನ್ನ ರಕ್ಷಣಾ ಸಾಮಗ್ರಗಳ ರಫ್ತನ್ನು
ಹೆಚ್ಚಿಸಿಕೊಂಡಿದೆ. ಮಿಲಿಟರಿ ರಾಡಾರುಗಳಲ್ಲಿ, ಯುದ್ಧ ವಿಮಾನದ
ಎಂಜಿನುಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಶತೃ ನೆಲೆಯನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡಬಲ್ಲ ಸೀಕರುಗಳಲ್ಲಿ, ಕ್ಷಿಪಣಿಗಳಲ್ಲಿ, ಡ್ರೋನುಗಳಲ್ಲಿ, ಬೇಹುಗಾರಿಕೆ
ಉಪಗ್ರಹಗಳಲ್ಲಿ GaN ಆಧಾರಿತ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಕ್ರಾಂಕಾರಕ
ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ತರಬಲ್ಲದು.
ಈ ಕಾರಣಗಳಿಂದ ಮುಂದುವರೆದ ದೇಶಗಳು ಭಾರತಕ್ಕೆ ಅದರ ತಂತ್ರಜ್ಙಾನದ ವರ್ಗಾವಣೆ
ನಿರಾಕರಿಸುತ್ತಿವೆ, ಹಿಂದೇಟು ಹಾಕುತ್ತಿವೆ. ಇಂತಿರುವಲ್ಲಿ ಬೆಂಗಳೂರಿನ ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ದಶಕದ ಹಿಂದೆಯೇ GaN
ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ
ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಪಡಿಸಲು ನಾಂದಿ ಹಾಡಲಾಯಿತು. ಇದರ ಮುಂದುವರೆದ
ಭಾಗವಾಗಿ ಭಾರತ ಸರ್ಕಾರದ ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನ ಮತ್ತು ಮಾಹಿತಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಇಲಾಖೆಯ ಪ್ರೋತ್ಸಾಹದಿಂದ ಆರಂಭಗೊಂಡ ಮೊದಲ GaN
ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ
ವಾಣಿಜ್ಯಕರಣದ ಸ್ಟಾರ್ಟಪ್‌ ಆಗಿ AGNIT ಆರಂಭಗೊಂಡಿತು. ಇದರೊಂದಿಗೆ
iDEX ಯೋಜನೆಯ
ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ರಕ್ಷಣಾ ಸಚಿವಾಲಯವು ತನಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು
ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿ, ನಿರ್ಮಿಸಿ, ಪೂರೈಸಲು
ಒಪ್ಪಂದ ಮಾಡಿಕೊಂಡಿದೆ. ಕೇಂದ್ರ ಸರ್ಕಾರಿ ಸ್ವಾಮ್ಯದ DRDO ದ ಸಾಲಿಡ್‌ ಸ್ಟೇಟ್‌ ಫಿಸಿಕ್ಸ್‌ ಲ್ಯಾಬೋರೇಟರಿಯಲ್ಲಿ ಅದರ ನಿರ್ದೇಶಕರಾದ ಮೀನಾ ಮಿಶ್ರಾರವರ ಮಾರ್ಗದರ್ಶನದಲ್ಲಿ ಮೊಟ್ಟಮೊದಲಿಗೆ ಭಾರತವು ತನ್ನದೇ ಆದ GaN
ಆಧಾರಿತ
ಅದ ಮಾನೋಲಿತಿಕ್‌ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್‌ ಇಂಟಗ್ರೇಟೆಡ್‌ ಚಿಪ್(MMIC) ಎಂಬ ಚಿಪ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವಲ್ಲಿ
ಮಾರ್ಚಿ ೨೦೨೩ರಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಯಿತು. ಇದರ ಮುಂದುವರೆದ ಭಾಗವಾಗಿ
ಇಂತಹ ಚಿಪ್ ಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಗಾಗಿ ಹೈದ್ರಾಬಾದಿನಲ್ಲಿ GAETEC ಎಂಬ ಸಂಸ್ಥೆಯನ್ನು
ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೀಗೆ GaN ಚಿಪ್ಪುಗಳ ವಿನ್ಯಾಸ, ನಿರ್ಮಾಣ
ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಪರೀಕ್ಷಣೆ ಮಾಡುವ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಭಾರತವು ಸ್ವಾವಲಂಬನೆ ಸಾಧಿಸಿದಂತೆ ಆಗಿದೆ. ಈ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು
ಈ ಹಿಂದೆ ಭಾರತಕ್ಕೆ ಯುದ್ಧ ವಿಮಾನಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಒದಗಿಸಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ನಿರಾಕರಿಸುತ್ತಿದ್ದ
ವಿದೇಶಿ ಸಂಸ್ಥೆಗಳು ಬೆರಗಾಗುವಂತೆ ಮಾಡಿದೆ.
ಯುದ್ದದ ಕ್ಷಿಪಣೆ, ವಿಮಾನಗಳಲ್ಲಿ
ಭಾರತವು ಬಳಸುತ್ತಿರುವ ಐಸಾ ರಾಡಾರುಗಳು, ಯುದ್ಧೋಪಕರಣಗಳ ಜಾಮರುಗಳು, ದಾಳಿಗೆ
ಯತ್ನಿಸುವ ಡ್ರೋನುಗಳು, ಕ್ಷಿಪಣೆಗಳು ಮುಂತಾದವನ್ನು ಮುಂಚಿತವಾಗಿ ಪತ್ತೆ
ಹಚ್ಚುವ ಅನ್ವೇಷಕ(seakers)ಗಳು ಯುದ್ಧ
ನೌಕೆಗಳು ಮುಂತಾದ ರಕ್ಷಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ GaN ಚಿಪ್ಪುಗಳ ಬಳಕೆ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಕೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ೫ಜಿ ಸಂವಹನದಲ್ಲಿ
ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುಧಾರಣೆಗಳನ್ನು ಇವು ತರಲಿವೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಲಿತ ವಾಹನಗಳ
ನಿರ್ಮಾಣ ಮತ್ತು ನಿರ್ವಹಣೆ ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುಲಭವಾಗಲಿವೆ. GaN
ಆಧಾರಿತ ಎಲ್‌ ಇ ಡಿ ಆಧಾರಿತ
ಪ್ರದರ್ಶನ ಪರದೆಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಭಾರತ ಸ್ವಾವಲಂಬನೆ ಸಾಧಿಸಲಿದೆ.
No comments:
Post a Comment