संशोधन क्षेत्रातील मायबोलीकर - भाग १- Experimental Condensed Matter Physics

खरतर हा धागा सुरू करायला आजच्या इतका चांगला दिवस कोणता असु शकेल !
आज पदार्थ विज्ञान आणि रसायन शास्त्र या विषयात अभुतपुर्व कामगिरी करण्यार्‍या डॉ. मेरी क्युरी चा जन्मदिन. तिच्या प्रयोगांनी या दोन्ही विषयातील तत्कालीन संशोधनाला एक नवी दिशा दिली. तिचे नाव हे अनेक अर्थानी मैलाचा दगड आहे. तिचा हा प्रवास सोपा सहज नक्कीच नाही. अनेक अडचणी, अयशस्वी प्रयोग आणि त्यामुळे येणारे नैराश्य या सर्वांवर मात करुन नोबेल मिळवणारी ती पहिले स्त्री सशोधक म्हणुन खूप काही शिकवते. हॅट्स ऑफ टु मेरी !

माय्बोलीवर देखिल अनेक सदस्य आज वेगवेगळ्या संशोधन क्षेत्रात कार्यरत आहेत. कार्यक्षेत्र, त्याtतील संशोधन म्हणजे नेमकं काय, त्यातील आव्हाने, अडचणी, निष्कर्श, याविषयी माहिती संकलीत करायला आजपासुन सुरुवात करुयात.

या मालिकेतील भाग एक- माझे क्षेत्र - Experimental Physics

विषयः- पदार्थविज्ञान, स्पेशल- . solid state physics,
संशोधनः - condensed matter physics, quantum physics.

क्षेत्राची ओळखः- पदार्थविज्ञान या शब्दातच त्याचा अर्थ सामावलाय. पदार्थाचे विज्ञान. आपल्याकडे या विषयाचा खूप बाऊ केला जातो. खरतर सायकल चालवण्या इतकाच हा विषय सोपा आहे. सायकल एकदा चालवायला आली की आली. मग कोणत्या रस्त्यावरुन कशी हाकायची हे आपोआपच कळतं. तसच आहे फिजीक्सच. एकदा फिजीक्स चालवायला जमल की डोक आपोआप तसाच विचार करायला लागत. मग तो एक मस्त मुडच होतो. उ.दा. कार १०० च्या ताशी स्पीड चाल्वत असाल तर पुढच्या गाडीत आणि आपल्यात किती अंतर असाव जेणेकरुन आपल्याला अचानक ब्रेक लावावा लागला तर धडक होणार नाही? किंवा मायक्रोवेव मध्ये डब्याचे झाकण बंद करुन गरम करायला का ठेऊ नये? असे प्रश्न पडायला लागले की उत्तर शोधायला लागतो तिच फिजीक्स शिकण्याची पहिली पायरी. फिजीक्स म्हणजे भौतिक , physical जगाच्या हालचालींची कारणमिमांसा.

त्यातही अबेक विषय आहेत. उ.दा. mathematical physics, spectroscopy, material sciences, solid state physics etc.. ही प्रत्येक शाखा त्या त्या विषयाचा विषेश अभ्यास करते पण तरिही त्या एकमेकांशी निगडीत आहेत. उ.दा. Solid state physics आणि spectroscopy. एखाद्या घन पदार्थावर प्रकाशाचा काय परिणाम होईल हे माहित असण्यासाठी त्या पदार्थाची संरचना तसेच त्या प्रकाशाचा प्रकार दोन्हीची माहिती हवी. सोने या धातुमधुन कोणत्या प्रकाशाचे किती प्रमाणात transmission होईल यासाठी सोन्याची रचना आणि त्या किरणांची wavelength दोन्ही माहिती लागते.

यात माझे specialization आहे solid state physics-condensed matter physics. यात या नावतच सगळ काही आलं. पदार्थांची संरचना, त्यातही इलेक्ट्रोन्स इन्टरॅक्शन आणि त्या अनुशंघाने बदलणारे पदार्थाचे गुणधर्भ असं या शाखेच वर्णन करता येईल. आता condensed matter physics त्याचाच एक भाग म्हणता येईल. फिजीक्सचे प्रचलित नियम वापरुन पदार्थाच्या स्थितीचा अभ्यास. आता प्रश्न येतो प्रचलित नियत म्हणजे काय? इथे सुरु होतो खेळ नव्या आणि जुन्यांचा. अर्थात classical physics and quantum physics.

क्लासिकल फिजीक्स म्हणजेच बरचसं न्युटनच्या नियमानुसार चालणारं फिजीक्स. जेंव्हा एखादी गोष्टीचा प्रभाव त्याच्या भव्य आकारमानामुळे असतो तेंव्हा हेच नियम वापरात येतात. उ.दा. वाहने. आता आपण जेंव्हा पदार्थाचा इलेक्टॉनिक लेवलवर विचार करतो तेंव्हा जुने आणि नवे दोन्ही नियम वापरायचे असतात.

आता जरा नव्याची ओळख करुन घेऊया. quantum physics म्हणजे पुन्ज भौतिकी. यानुसार प्रत्येक गोष्ट ही पुन्ज किंवा पॅकेट्स्च्या स्वरुपात असते. उ.दा.प्रकाश. क्लासिकल फिजिक्स च्या नियमांप्रमाणे प्रकाश हा एक सलग आहे तर क्वांटम फिजीक्स म्हणते कि तो पॅकेट्च्या स्वरुपात आहे.या नविन नियमाप्रमाणे सगळेच अनिश्चित किंवा uncertain आहे. उ.दा. एका ठिकाणाहुन निघालेले अमुक एक पॅकेट अमुक या ठिकाणी अमुक इतक्या वेळात पोहोचेल आणि पोहोचल्यानंतरही त्याचे तेच गुणधर्म असतील जे सुरुवातीला होते, हे कुणीच निश्चित सांगु शकत नाही. पण त्याची अनिश्चितता किती असेल हे सांगता येईल. आहे ना गमंत !

मग प्रश्न असा पडतो, हे आपल्याला डोळ्यांनी का दिसत नाही? डोळ्यांनी तर आपल्याला केवळ न्युटननच्या नियमाप्रमाणेच चालणारे जग दिसते. अगदी खर आहे. कारण हे सुक्ष्मातीसुक्ष्म बदल इलेमेंटरी पातळीवर होतात. त्यांचा एकमेकांवर होणारा दृश्य प्रभाव पाहण्यासाठी आपल्याला न्युटनचेच नियम लाववे लागतात.
पण इलेक्ट्रॉनिक पातळीवर मात्र क्वांटम नियमच वापरावे लागतात. कारण अश्या सुक्ष्म पातळीवर एकेमाकांचे इन्टेरॅक्शन ग्रुहीत धरावे लागते.

हुश्श..... जरा जास्तच तेल झाले ना नमनाला.

आता माझ्या रिसर्च कडे वळते. आता ज्या सुक्ष्म लेवलवर आपण आहोत तिथे पदार्थाचे अ‍ॅज अ मास गुणधर्म न बघता, त्यातील इलेक्ट्रॉन्स चे गुणधर्म पहायचे आहेत. इलेक्ट्रॉन्स च्या अनेक गुणधर्मापैकी एक गुणधर्म म्हणजे स्पिन. स्पिन अप किंवा स्पिन डाऊन. आपला एका अक्षावर दोन्ही बाजुनी फिरु शकणारा भोवरा जणु. आता हा भोवरा आपल्या अक्षाभोवती तर फिरतोच आहे शिवाय एक गोल चक्कर सुध्दा मारु शकतो. त्याच्या या गुणामुळे त्याला चुंबकीय शक्ती सुध्दा आहे. हे त्याच ढोबळ गुणधर्म मानुयात. आता याच गुण्धर्मांचा आपल्याला उपयोग करायचा आहे.

हा इलेक्ट्रोन वापरुन आपल्याला कप्युटर मेमरी तयार करायची आहे. अश्या प्रकारे मेमरी तयार केल्यास संगणक कित्येक पटीने जलद होतील आणि आकारदेखिल लहान होइल. sounds interesting. पण यात सगळ्यात मोठे आव्हान आहे या इलेक्ट्रोनची स्थिती कायम ठेवणे. इलेक्ट्रोनचा रीलॅक्सेशन टाईम वाढवणे गरजेचे आहे. या इलेक्ट्रोनचे स्थिती एका ठिकाणाहुन दुसर्‍या ठिकाणी जाताना कायम रहायला हवी पण तसे होत नाही. कारण क्लासिकल फिजीक्स मध्ये आजुबाजुचे, बाकिच्या इलेक्ट्रॉन्सचे इन्टरॅक्शन गृहीत धरले नाही. या अडथळ्यामुळे इलेक्ट्रोनची स्थिती, त्याचे स्पिन बदलेल. थोडक्यात इलेक्ट्रोन इनफॉर्मेशन इस लॉस्ट.

यावर उपाय म्हणजे अश्या एका स्थितीला जाणे जेथे आजुबाजुचे वातावरणाबरोबर स्कॅटरींग होणार नाही. गर्दीतुन वाट काढुन ट्रेन पकड्यासारखी स्थिती आहे ही. आता जर गर्दीच गोठवली तर? सुरुवतीला ज्याना त्या ट्रेन ने जायचे नाही त्याना प्लॅटफॉर्म वरुन बाजुला केले आणि इतराना एका शिस्तीत उभे केले तर ट्रेन पकडणे सोपे होइल.... दॅट्स इट. आपल्याला गर्दीच गोठ्वायची आहे. आणि आहेत त्या इलेक्टोन्स न शिस्त लावायची आहे. या साठी लिक्विड नायट्रोजन (७७ K--१९६°C; -३२१°F) आणि लिक्विड हेलिअम (४.२ K-−२६९ °C, −४५२ °F) चा वापर करायचा आहे. या दोन्हीचा वापर करुन आपली सिस्टीम ०.०२ K,( -२७३°c, -460°F) किंवा त्याही पेक्षा थंड करायची आहे आणि या साठी डायल्युशन रेफ्रिजरटर चा वापर करायचा आहे. हाच माझ्या संशोधनाचा मुख्य भाग आहे. स्कॅटरिंग न होता इलेक्ट्रोन पाथ जास्तीत जास्त वाढवणे हा यातील उद्देश आहे. त्यासाठी बाकी अडथळे दूर करुन रिलॅक्सेशन टाईम वाढवणे या यातील मुख्य पायर्‍या आहेत.

आज अनेक ठिकाणी यावर संशोधन होत आहे. quantum dot. quantum wires, quantum point contacts nanowires, nanotubes अश्या वेगवेगळ्या samples मध्ये प्रयोग होत आहेत. या साठी " Two dimensional electron system " चा उपयोग केला जातो. यामध्ये इले़क्ट्रोन्स ची हालचाल दोनच दिशांमध्ये निश्चित केली जाते. हा सँपल तयार करण्याचा बेस आहे. एक वर्किन्ग डिवाइस तयार करुन त्यावर प्रयोग करुन sensible results मिळवण्याचा प्रवास खूप आव्हानात्मक तर आहेच. कारण कोणत्याही पायरीवरची एक साधीशी चूक पुन्हा शुन्यावर घेऊन येते. मग पुन्हा पहिल्यापासुन सुरुवात. यासाठी जी sample तयार करायचे असते त्याची डायमेन्शनच जास्तीत जास्त १ मिमी x १ मिमी असते. यावर नॅनोलिथोग्राफिक टेक्निक वापरुन हे फॅब्रिकेशन केल जाते. Minimum measurable feature size is few nm.

एक पुर्ण क्वांटम कप्युटर, वर्किंग क्युबिट तयार करायला अनेक वर्षे लागतील हे खरे असले तरी या क्षेत्रातील प्रत्येक संशोधन महत्वाचे आहे. उ.दा single electron transistor. अधिकाधिक क्षमतेचे सोलार सेल्स.

या प्रवासा दरम्यान अनेक नविन गोष्टी शिकायला मिळाल्या. सगळ्यात महत्वाचे म्हणजे सहनशक्ती वाढली. कारण सगळ्या पायर्‍या बरोबर करुनही तुम्हाला हवा तो रिज्ल्ट मिळेलच हेच अनसर्टन, यातल्या क्वाटंम च्या नियमाप्रमाणेच. तसेच नविन जॉइन झालेल्या लोकाना देण्यासाठी फंडे मिळाले. उ.दा. जे काय रिजल्ट्स नशिबात असतील ते पी.एच.डी च्या शेवटच्या वर्षातच मिळतात. तोपर्यंत फक्त वाट बघायची.

केलेल्या कामावर पेपर लिहीणे, कॉन्फरन्स मध्ये सादर करणे हे देखिल महत्वाचे. आणि म्हणुनच तुमचे रिजल्ट्स जगासमोर मांडताना हे लक्षात घ्यायच आहे कि इथे मॅनिप्युलेशन किंवा फ्रॉड ला अजिबात वाव नाही. बोललेला, लिहीलेला प्रत्येक शब्द जपुन वापरणे महत्वाचे आहे. जर माहित नसेल तर देन लर्न टु से "आय डोंट नो". बाकीच्या क्षेत्रांप्रमाणेच इथे स्पर्धा आहेच. आपले काम अचूक करणे हे कौशल्य देखिल शिकावे लागतेच.

अर्थात संशोधन क्षेत्र म्हणजे आदर्श, छान छान, सगळं गुडीगुडी हे मात्र खरे नाही. त्याचेही लूप होल्स आहेतच आणि त्याचा फायदा घेणारेही आहेतच. त्याबद्दल लिहीते लवकरच.

********************************************************************************************************

रैनाने उपस्थित केलेल्या मुद्द्यावरुन पुढे;-

पी.एच.डी करावे असे का वाटले? -- माझ्यापुरतं बोलायच झाल तर साधारण अकरावीत असताना वेगळं काहीतरी करायच हे डोक्यात बसल होत. त्यामुळे बारावी नंतर सरळ बी.एस्सी. ला प्रवेश. त्यावेळी बर्‍याच जणासाठी हा धक्का होता. खुद्द माझ्या आईवडिलासाठीही. आईची खूप इच्छा होती की मी मेडिकल ला जावे. पण कधी कुणी फोर्स नाही केले. आता विचार केला तर वाटते की हा असा निर्णय मी आत्ता घेऊ शकले असते का?

बी. एस्सी मध्ये फिजीक्स स्पेशल आणि त्यानंतर एम.एस्सी इन फिजिक्स. मग एम टेक. एम टेक नंतर जर्मनी ला आलो. त्यावेळी मी नोकरी सुरु केली होती. पण नाही रमु शकले. मग जी.आर. ई आणि यु. एस. ला अ‍ॅड्मिशन. पण माझ्या प्रोफ. ना त्याचवेळी युरोप मध्ये पोझिशन मिळाली. मग मी बॅक टु युरोप. गृप ची सुरुवातच माझ्या पासुन होती त्यामुळे अर्थातच लॅब इन्स्ट्रुमेंट्स ऑर्डर करणया पासुन सुरुवात होती. त्या संपुर्ण प्रोसेस चा अनुभव मिळाला.

इथे बर्‍याच युनि. मध्ये पी.एच.डी साठी स्कॉलरशीप मिळते. बॅचलर आणि मास्टर्स च्या विद्यार्थ्याचे क्लासेस घेणे हा ही तुमच्या कामाचाच भाग असतो. त्यामुळे आर्थिक बाजुची काळजी नसते. अर्थात स्विस मधील सर्व युनि. मध्ये नियम असा आहे की तुमचे काम जर समाधानकारक नसेल तर प्रोफ. तुम्हाला कधीही फायर करु शकतात. माझ्याच ग्रुप मध्ये माझ्या समोरच तीन जण असे होते. .त्यशिवाय काँट्रॅक्ट दरवर्षी रीनीव्यु होते. त्यामुळे थोडेफार टेन्शन असायचेच. या तिघामध्ये माझी एक खूप चांगली मैत्रीण होती.

लॅब सेट अप करण्यापासुन सुरुवात केल्यामुळे बराच मशिन हँडलींग चा अनुभव मिळाला. घरातील नादुरुस्त उपकरणे, गळके नळ, इले़क्ट्रिचची छोटी मोठी कामे सध्या घरातल्या घरातच होतात. या सर्व कामांदरम्यान आपण स्त्री म्हणजे काहीतरी वेगळे जाणीव कधी झाली नाही किंवा करुन देखिल दिली नाही. यावरुन एक गंमत आठवली. दुसर्‍या एका गृप मध्ये एक भारतीय मुलगा नुकताच जॉइन झाला होता. मी हेलिअम गॅस बॉटल वर्क शॉप मध्ये रीफिल साठी नेत होते. हे काम पंधरा दिवसातुन एक्दा तरी करावे लागे. मी नेहमीप्रमाणेच सिलींडर घेऊन जात होते. तेवढ्यात शेजारुन निघालेल्या या मुलाने विचारले, " दिदी, कुछ मदत करू?" त्याच्या प्रश्नाची गंमत वाटली. माझ्या नात्यातीलच एका मुलीने म्हटले, "लडकिया कार वॉश जैसी कामे नही करती" तेंव्हा पुन्हा एकदा जाणवल, हा फरकच मेंदुतून पुसला गेलाय. हे माझ्याच बाबतीत आहे अस नाही, पण बरोबरच्या इतर स्त्रियांचे काहीसे असेच आहे.

बरेच दिवस रिजल्ट्स न मिळाल्याने प्रचंड नैराश्य यायचे. रोज नविन दिवस मावळायचा तो याच प्रश्नाने की मी आज काय केलं. बरेचदा उत्तर मिळायच, नाही, काहीच नाही. एक बॅड पॅच येऊन गेला. त्यातुन मिळालेला धडा खूप मोलाचा वाटतो. फक्त नैराश्य मिळाल असं मात्र नाही म्हणता येणार. पण हा देखिल मला या प्रोसेसचाच भाग वाटतो. You cant create a new world for yourself.

या क्षेत्रातच रहायचय का याच उत्तर मी ठामप्णे नाही सांगु शकत. का तेही माहित नाही. सध्या गॅप घेऊन या प्रश्नावरच विचार सुरु आहे.

या क्षेत्रातदेखिल लॉबी हा प्रकार थोड्या फार फरकाने आहेच. पण त्याला पर्याय नाही. एक मात्र आहे की
चुकीची माहिती लिहुन, किंवा चुकीच्या रिजल्टस वापरून कुणीही या क्षेत्रात राहू शकत नाही. यातील फ्रॉडचा पाठपुरावा केला तर त्या व्यक्तीची डिग्री काढून घेतली जाते. अश्याच माझ्या क्षेत्रातील केस बद्दल लिहीते आहे. यातीलच दुसरा एक प्रकार म्हणजे आपल्या शैक्षणिक पात्रतेबद्दल प्रोफ. ला चुकीची माहिती देऊन किंवा माहिती लपवुन डॉक्टरेट मिळवणे. खरतर असे प्रकार सहसा होत नाहीत. कारण हाय रँक विद्यापीठाकडुन तुमच्या आधीच्या विद्यापीठाचे सर्व डीटेल्स तपासले जातात. तुमची शेवटची डीग्री कोणती? कोणत्या विद्यापीठाने दिली? ती डीग्री आमच्या विद्यापीठाच्या तुम्ही प्रवेश घेतलेल्या डीपार्ट्मधील मास्टर्स्च्या equivalent आहे का? तसेच तुमचे मास्टर्सच्या दरम्यान कोणकोणते विषय होते? तुम्ही ज्या विषयात पी .एच.डी करणार आहात तो विषय तुम्ही पुर्वी मास्टर्स ला अभ्यासला आहे का? जर त्यात काही चूकीचे आढळल्यास तुमचा प्रवेश रद्द केला जातो. माझ्याच गृप मध्ये एकाचा प्रवेश रद्द झाला होता या कारणामुळे. पण युरोपमधील सगळी विद्यापीठ असे करतात असे नाही, हे समजले तेंव्हा मात्र धक्का बसला होता.. अश्यवेळी केवळ जर्मन डिप्लोम आणि भारतीय डिप्लोमा या नामसाधर्म्यचा फायदा घेऊन एखादी व्यक्ती डॉक्टरेट मिळवते तेंव्हा वाईट निश्चितच वाटत. जर्मनी आणि जर्मन भाषीक देशांमध्ये मास्टर्स कोर्ससाठी "डिप्लोम " असा शब्द आहे. याचाच फायदा घेऊन डॉक्टरेट मिळवणारी व्यक्ती समोर आली की चीड येतेच. अर्थात हा या धाग्याचा विषय नाही. मात्र त्या एका मुलीमुळे तिथे प्रवेश घेतलेल्या जेन्युईन लोकांवर देखिल संशयाची सुई फिरते. इथे कुठेतरी एथिक्सचा विचार करावा.

माझ्यासाठी तरी ही साडे चार वर्षे एखाद्या personality development course सारखी होती. डॉक्टरेट म्हणजे फार काही ग्रेट केलयं अस मला तरी वाटत नाही. पी.एच.डी मुळे मला जगातलं फार कळायला लागल असही नाही. पण स्वतःमध्येच झालेले सकारात्मक बदल पाहिले.

*********************************************************************************************************

सगळी माहिती एकाच ठिकाणी रहावी म्हणुन खाली विचारल्या गेलेल्या प्रश्नांची उत्तरे इथेच लिहीते.

१) सुनीधीचे प्रश्न- अजुन थोडे सविस्तर कळेल का? म्हणजे, ते गोठवले कसे, मेमरीत गोठवलेले राहिले कसे? तिथे ते पोचले कसे?

आपल्याला माहित आहेच कि इलेक्ट्रोन्स हे प्रत्येक वस्तुचे building elements आहेत. त्यांची संरचना, परस्परातील इंटरॅक्शन्स त्या त्या पदार्थाचे गुणधर्म ठरवतात. उ.दा. मेटल, सेमीकंडक्टर, इन्सुलेटर इत्यादी. या एलेमेंटरी चार्ज च्या गुणधर्माचा वापर करुनच पुर्ण इलेक्ट्रोनिक इंडस्ट्री उभी आहे. मेटल, सेमीकंडक्टर, इन्सुलेटर हे तीन प्रकार त्यामध्ये असलेल्या इलेक्ट्रोन्सच्या संख्येवरुन केले आहेत.मेटल मध्ये सर्वात जास्त आणि इन्सुलेटर मध्ये सर्वात कमी आणि या दोहोंच्य मध्ये सेमीकंडक्टर्स. सेमीकंडक्टर इन्ड्स्ट्री मध्ये अर्थातच सेमीकंडक्टर्स चाच प्रामुख्यने वापर होतो, कारण यामधील इलेक्ट्रोन्स ना कंट्रोल करणे सोपे आहे.

अश्या एखाद्या सेमीकंडक्टर ला डोप करुन त्याची कंडक्टीवीटी वाढवली जाते. पण ती नेहमीच मेटल पेक्षा कमी असते. त्याचाच वापर करुन एक अशी सिस्टीम तयार केली जाते ज्यामध्ये इलेक्ट्रोन्स केवळ दोन दिशानाच फिरु शकतो. अश्या सिस्टीमला "Two dimensional electron gas (2DEG) " असे म्हणतात. म्हणजेच x-, y- z- या प्रतलात इलेक्टोन्स केवळ x आणि y या दोन दिशानांच जाऊ शकतो. हा या प्रयोगांचा बेस म्हणता येईल. असे 2DEG, अति उच्च निर्वात जागी तयार केले जातात.

अशी सिस्टीम वेगवेगळ्या एलेमेंट्स मध्ये तयार केली जाते. उ.दा. कार्बन, सिलीकॉन, गॅलिअम. या बेस वर नॅनोफब्रिकेशन करुन सँपल्स तयार केले जातात. अश्या सिस्टीम मध्ये इलेक्ट्रोन्स हे त्या सिस्टीम पासुन किंवा त्यातील इतर इलेक्टोन्स पासुन मात्र वेगळे होऊ शकत नाहीत, निदान अजुनतरी. म्हणुन उच्च निर्वात जागी अतिथंड केले जातात ज्यामुळे इतरांशी असलेले त्यांचे इन्टेरॅक्शन गोठले जाईल आणि हे स्पेशल इलेक्ट्रोन्स आपल्याला नीट कन्ट्रोल करता येतील. ही गोठवण्याची क्रिया डायलुशन रेफिजरेटर नामक उपकरणामध्ये केली जाते. इलेक्ट्रिक आणि मॅग्नेटिक फिल्ड मध्ये त्यांच्यावर प्रयोग केले जातात.

अर्थात ही गोठवलेली स्थिती केवळ त्या उपक्रणामध्ये असे पर्यंतच आहे. रूम टेम्परेचर ला आल्यानंतर पुन्हा आधीचेच गुणधर्म या सॅंपल मधे येतात कारण हा फक्त भौतिक बदल आहे. यावर उपाय शोधण्यासाठी देखिल अनेक प्रयोग सुरु आहेत.

२) सावलीचे प्रश्नः- सॉलिड स्टेट मेमरी आणि अशा प्रकारची मेमरी मधे काय फरक आहे.
-इलेक्ट्रॉनची स्थिती कायम ठेवण्यासाठी जे वातावरण तयार करावे लागते ते वर उल्लेखलेल्या "quantum dot. quantum wires" या संशोधनात कसे ठेवतात?

सॉलिड स्टेट मेमरी किंवा अस म्हणुया की आत्ता वापरले जणारे बिट्स आणि क्युबीट्स यामध्ये महत्वाचा फरक असेल तो क्षमता आणि स्पीड चा. सध्या इलेक्ट्रोन्स च्या गुणधर्माचा वापर करुन तयार केलेले ट्रान्सिस्टर्स वापरले जातत. अश्या बल्क इलेक्ट्रोन्स ऐवजी जर केवळ एका इलेक्ट्रोन चा वापर केला तर निश्चितच कमीत कमी जागेत जास्तीत जास्त क्षमतेचा आणि जलद ट्रांजीस्टर मिळेल.

उ.दा. एक क्वांटम डॉट हा single electron transistor" म्हणुन काम करतो. क्वांटम डॉट म्हणजे नॅनोगेट्स च्या मदतीने तयार केलेले इलेक्टोन्सचे बेट. या एका बेटाचा आकार जास्तीत जास्त १० नॅनोमीटर आहे. आता फक्त एक इलेक्ट्रोन्स चे हे बेट तयार केले तर त्याचा आकार कितीतरी पटीने कमी होईल आणि त्या बरोबरच त्याची क्षमता आणि स्पीड कित्येक पटीने वाढेल.

या प्रयोगांमध्ये इलेक्ट्रोन्स चे तपमान लिक्विड नायट्रोजन आणि आणि लिक्वीड हेलिअम चा वापर करुन, डायल्युशन रेफीजरेटर मध्ये , अति उच्च निर्वात कंडीशनमध्ये कायम मध्ये ठेवतात.