குழந்தைகளின் அன்றாட கல்விக்கு யுபிஐ மூலம் அன்றாட நிதி பரிவர்த்தனையை ஆதரிக்கும் வகையில் நமது டிஜிட்டல் தடம் வளர்ந்து வரும் நிலையில், மின்னணுவியல் இந்திய சமூகத்தின் அனைத்து தரப்புகளையும் தொடுகிறது. இந்தியாவிற்கு மின்னணுவியல் ஒரு முக்கிய இறக்குமதியாகும் [1, 2] – அதன் வளர்ச்சியை நிலைநாட்ட அத்தியாவசியம்.

மின்னணுவியல் மினியேட்டரைசேஷன் மூலம் இயக்கப்படுகிறது. ஒவ்வொரு இரண்டு வருடங்களுக்கும் ஒரு டிரான்சிஸ்டர் பாதியாக சுருங்குகிறது - அதே சிப்பில் செயல்திறனை இரட்டிப்பாக்க அதன் ஃபூட்பிரிண்டை குறைக்கிறது. மக்கள் இரண்டு போன்களை பாக்கெட்டுகளில் பொருத்த முடியாத காரணத்தினால் தங்கள் போன்களில் இரட்டிப்பு RAM அல்லது மெமரியை வாங்க எதிர்பார்க்கிறார்கள்.

இந்த மினியேட்டரைசேஷன் நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் கண்டுபிடிப்புகளால் இயக்கப்படுகிறது. உலகளாவிய நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் கண்டுபிடிப்புக்கான நமது தேசிய பங்களிப்பு அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தில் நமது வெற்றியின் முக்கிய அளவீடு ஆகும்.

அமெரிக்கா, தைவான், கொரியா மற்றும் சீனா போன்ற சர்வதேச தலைவர்களை பொருளாதார ரீதியாகவும் தொழில்நுட்ப ரீதியாகவும் மேம்படுத்தும் புதுமை உந்துதல் கொண்ட உயர்-அளவிலான செமிகன்டக்டர் இந்தியாவைத் தவிர்த்துவிட்டது. போதுமான முன்முயற்சிகளை எடுக்காமல், சரியான நேரத்தில் போதுமான முதலீடுகளைச் செய்யாமல், 1980களில் இந்தியா “செமிகண்டக்டர் பஸ்ஸை” தவறவிட்டது என்பது பொதுவான உணர்வு [3]. எனவே, இந்திய அரசாங்கம் மில்லினியத்தின் தொடக்கத்தில் மின்னணு உற்பத்தித் துறையை மறுசீரமைப்பதற்காக நானோ தொழில்நுட்பம் வழங்கக்கூடிய சாத்தியக்கூறுகளைப் பயன்படுத்துவதற்கான முயற்சிகளைத் தொடங்கியது [4]. மின்னணு மற்றும் தகவல் தொழில்நுட்ப அமைச்சகம் (MeitY) (பின்னர் மின்னணு மற்றும் தகவல் தொழில்நுட்பத் துறை, DeITY) இந்தியாவில் நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் நானோமெட்ராலஜி பகுதிகளில் உள்கட்டமைப்பை உருவாக்கவும் அடிப்படை ஆராய்ச்சியை ஊக்குவிக்கவும் 2004 இல் நானோ தொழில்நுட்ப மேம்பாட்டு திட்டத்தை (NDP) தொடங்கியுள்ளது [5]. அதுவரை இந்தியாவில் சிலிகான் சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கு எந்த ஆய்வகமும் இல்லை, 100-மைக்ரோன் அம்சங்கள் கொண்டவர்களும் கூட. 

படம் 1: டாக்டர் ஆர். சிதம்பரம் (இடது புறத்திலிருந்து இரண்டாவது), இந்திய அரசின் முதன்மை அறிவியல் ஆலோசகர் (2001-18) நானோ தொழில்நுட்பம் பற்றிய சர்வதேச ஒர்க்ஷாப்பில் ஆசிரியர்-முன்னாள்-நெட்வொர்க் (எஃப்ஏஎன்) மற்றும் ஐஐடி பாம்பே உடன் இணைந்து நிகழ்வை ஏற்பாடு செய்தார். டாக்டர் சிதம்பரம், இந்தியாவிற்கான நானோ தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சியின் முக்கியத்துவத்தை எடுத்துரைத்தார், குறிப்பாக நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸில் ஆராய்ச்சிக்காக இரண்டு சிறந்த மையங்களை அமைப்பதில் இந்திய அரசாங்கத்தின் முன்முயற்சிகளைக் குறிப்பிட்டு, ஐஐடி பாம்பேயில் ஒரு மையம் அமைந்துள்ளது. (படம்: எஃப்ஏஎன்-ஐஐடிபி ஒர்க்ஷாப் 2005)

இந்த நேரத்தில் டாக்டர் ஆர். சிதம்பரம், இந்திய அரசாங்கத்தின் முதன்மை அறிவியல் ஆலோசகர் (பிஎஸ்ஏ), இந்தியா போன்ற ஒரு ஆர்வமுள்ள நாட்டிற்கான "நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் பஸ்" முக்கியத்துவத்தை புரிந்துகொண்டார் மற்றும் அது ஒரு செமிகண்டக்டர் ஈகோசிஸ்டத்தை உருவாக்குவது எப்படி என்ற சவாலை எதிர்கொள்வது என்பதை புரிந்துகொண்டார். நவீன செமிகண்டக்டர்கள் கண்டுபிடிப்பை முன்னெடுக்க, அவர் உடனடியாக நாட்டின் இரண்டு கல்வி மையங்களில் அதிநவீன நானோஃபேப்ரிகேஷன் வசதிகளை (ஆராய்ச்சி பணிகள்) அமைப்பதை ஆதரித்தார் - ஐஐஎஸ்சி பெங்களூரு மற்றும் ஐஐடி பாம்பே [6]. இந்திய தொழில்துறைக்கான மின்னணு பொருட்கள் மற்றும் அவற்றின் செயலாக்க தொழில்நுட்பத்தில் கல்வி அறிவுத் தளத்தை உருவாக்குவதே யோசனையாக இருந்தது [7]. நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் (சிஇஎன்) சிறந்த மையத்தை நிறுவுவதற்கு ₹.99.80 கோடி ஒப்புதல் அளிக்கப்பட்டது, ஐஐடி பாம்பே மற்றும் ஐஐஎஸ்சி பெங்களூர், -ல் MeitY மூலம் 5 ஆண்டு திட்டமாக []. இது இரண்டு இடங்களில் பெரிய, ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட, பகிரப்பட்ட, உள்கட்டமைப்பு நிதிக்கான டெக்டோனிக் மாற்றமாகும். இத்தகைய ஒருங்கிணைந்த ஆய்வகங்கள் சிக்கலான ஒருங்கிணைந்த சிப் உற்பத்தி செயல்முறை ஓட்டம் R&D இன் இன்றியமையாத தளங்களாகும். இந்த முழு செயல்முறை ஓட்டமும் ஏறக்குறைய படிநிலைகள் துல்லியமான இரசாயனம், பிளாஸ்மா, வெப்பம் மற்றும் ஒளிக்கதிர் செயலாக்கத்தை உள்ளடக்கியது - இது இறுக்கமாக-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வரிசையில் இயங்குகிறது.

ஒரு சமீபத்திய ஆய்வு மூலம் டாக்டர். உதயன் கங்குலி, டாக்டர். சந்திப் லஷ்கரே, மற்றும் டாக்டர். ஸ்வரூப் கங்குலி இந்தியா தனது நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஆராய்ச்சி ஈகோசிஸ்டம் வளர்ச்சியின் மாற்றத்தின் அடிப்படையில் அமைதியாக நீண்ட தூரம் வந்துள்ளது என்பதை ஐஐடி பாம்பே நமக்கு காட்டுகிறது [8, 9]*. அவர்களின் நிலப்பரப்பு பகுப்பாய்வு, 2011 ஆம் ஆண்டின் பிற்பகுதியில் உலகளவில் மிகக் குறைவான பங்களிப்புகளிலிருந்து, இந்தியா இப்போது உலகளவில் போட்டித்தன்மையுடையதாக உயர்ந்துள்ளது என்பதை எடுத்துக்காட்டுகிறது. ஐஇஇஇ எலக்ட்ரான் டிவைஸ் லெட்டர்ஸ் (இடிஎல்) ஜர்னல் மற்றும் எலக்ட்ரான் சாதனங்கள் மீதான பரிவர்த்தனைகள் (டிஇடி) இதழின் வருடாந்திர செயல்திறன் அறிக்கையை அவர்கள் ஆய்வு செய்தனர். இடிஎல் மற்றும் டிஇடி இரண்டும் எலக்ட்ரான் சாதனம் தொடர்பான ஆராய்ச்சியை வெளியிடுவதற்கு மிகவும் பிரத்யேக இடங்களாகக் கருதப்படுகின்றன. 40 தாள்களைக் கொண்ட இந்தியா, நாடுகளின் இடிஎல்-க்கான பங்களிப்பில் 8வது இடத்தைப் பிடித்தது, அதேசமயம் 34 தாள்களைக் கொண்ட ஐஐடி அமைப்பு நிறுவனங்களில் 9வது இடத்தைப் பிடித்தது. நிறுவனங்களால் டிஇடி-க்கான பங்களிப்பில் ஐஐடி அமைப்பு 1வது இடத்தைப் பெற்றது மற்றும் இந்தியா 3வது இடத்தைப் பிடித்தது (படம் -2). ஒரு தாளுக்கான மேற்கோள்கள், நேஷனல் சியாவ் துங் பல்கலைக்கழகம் (என்சிடியூ), தைவான் மற்றும் சீன அறிவியல் அகாடமி (சிஏஎஸ்) ஆகியவற்றைக் காட்டிலும் சற்றே சிறந்தவை, அதேபோன்ற நிறுவனங்களாகும், ஆனால் யுஎஸ்ஏவின் கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தை விட மோசமானவை (யூசி) , இது பழமையானது.

படம்-2: எலக்ட்ரான் டிவைஸ் லெட்டர்ஸ் (இடிஎல்) இதழுக்கான பங்களிப்புகள் மற்றும் எலக்ட்ரான் சாதனங்கள் மீதான பரிவர்த்தனைகள் (டிஇடி) ஜர்னல்- நாடு வாரியாக (a,c) மற்றும் அமைப்பு வாரியாக (b,d). (படம்: ஐஇஇஇ இடிஎல் [7])

நானோஎலக்ட்ரானிக்ஸ் பொறியியல் ஆராய்ச்சியில் 2011 க்கு முன்னர் குறைந்த பங்களிப்புகளில் இருந்து 2018 ஆம் ஆண்டு உயர் தீவிரம் வரை வளர்ச்சி என்பது பிஎஸ்ஏ மற்றும் மெய்டி அலுவலகத்தின் முயற்சிகளால் 2006 ஆரம்பிக்கப்படும் வலுவான நானோஎலக்ட்ரானிக்ஸ் திட்டத்தின் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க வெற்றியாகும். திட்டத்தின் தொடக்கத்தில் இருந்து சிறந்த பங்களிப்பாளராக மாறுவதற்கான காலம் இரண்டு கட்டங்களாக பிரிக்கப்படலாம். (a) உள்கட்டமைப்பு தொடக்கத்தில் இருந்து முதல் பேப்பர்கள் வரை ஆறு ஆண்டு இன்குபேஷன் நேரம், மற்றும் (b) உலகளவில் போட்டித்தன்மை பெறுவதற்கு நான்கு ஆண்டுகள்.

சிஇஎன்/நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் திட்டத்தை வெற்றிகரமாகச் செயல்படுத்துவது, வலுவான ஆர் & டி நிதியுதவி மற்றும் மிஷன்-மோட் செயல்பாட்டின் மூலம், புதுமை உந்துதல் சார்ந்த சுற்றுச்சூழல் அமைப்பின் அவசரத் தேசிய மற்றும் உலகளாவிய தேவைகளுக்கு பங்களிக்க இந்திய ஆராய்ச்சி சுற்றுச்சூழலுக்கான நடவடிக்கைக்கான அழைப்பை ஊக்குவிக்க வேண்டும். பொருட்கள், சாதனங்கள் முதல் அமைப்புகள் மற்றும் வழிமுறைகள் ஆகியவற்றில் திறந்த வாய்ப்புகளை வழங்கும் சீர்குலைக்கும் கண்டுபிடிப்புகளின் புதிய உலகில் குறிப்பிடத்தக்க பங்கை வகிக்க இந்தியா அதன் வெற்றியைக் கட்டியெழுப்ப வேண்டும். தேசிய ஆராய்ச்சி உள்கட்டமைப்பு மற்றும் நிதி வளர்ச்சியின் வெற்றிகரமான உத்திகளை நிலைநிறுத்துவதன் மூலமும், பெருக்குவதன் மூலமும் இது சாத்தியமாகும்; ஆர் & டி உள்கட்டமைப்பை அளவிடுவதற்கு சர்வதேச ஒத்துழைப்பை மேம்படுத்துதல் மற்றும் ஒரு கண்டுபிடிப்பு அடிப்படையிலான பொருளாதாரமாக மாற்றுவதற்கான தொழில்துறை-கல்வி-கொள்கை கூட்டமைப்பு அணுகுமுறையை வலுப்படுத்துதல். 

* அசல் ஆய்வு ArXiv (இணைப்பு) இல் வெளியிடப்பட்டது மற்றும் ஒரு சுருக்கப்பட்ட பதிப்பு ஜனவரி 2021 இல் ஐஇஇஇ எலக்ட்ரான் டிவைஸ் சொசைட்டி செய்திமடலில் வெளியிடப்பட்டது (இணைப்பு).

குறிப்புகள்: 

1. ஸ்டேடிஸ்டா, 2021. நிதியாண்டு 2011 முதல் 2020 வரை இந்தியாவில் இறக்குமதி செய்யப்பட்ட மின்னணுப் பொருட்களின் மதிப்பு (பில்லியன் இந்திய ரூபாயில்). இங்கே கிடைக்கும் 
2. பிசினஸ் ஸ்டாண்டர்ட் ரிப்போர்ட்டர், 2014. எலக்ட்ரானிக் பொருட்களின் தேவையில் 65 சதவீதம் இறக்குமதியால் பூர்த்தி செய்யப்பட்டது: அறிக்கை. வணிக தரநிலை செய்திகள். இங்கே கிடைக்கும்
3. தேஷ்பாண்டே சர்மா, எஸ். மற்றும் ஆனந்த், எம்., 2013. வளரும் உலகில் நானோ தொழில்நுட்பத்தின் திறன்கள் மற்றும் ஆளுமை: இந்தியாவில் இருந்து நுண்ணறிவு.
4. கோஷ், ஏ. மற்றும் கிருஷ்ணன், ஒய்.,2014. நீண்டகாலமாக எதிர்பார்க்கப்பட்ட ஒரு திருப்புமுனையில். நேச்சர் நானோடெக்னாலஜி, 9(7), pp.491-494.
5. மின்னணுவியல் மற்றும் தகவல் தொழில்நுட்ப அமைச்சகம் (மெய்டி), 2005. ஆண்டு அறிக்கை 2005-06. இங்கே கிடைக்கும் 
6. அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத் துறை, இந்திய அரசு, 2018. நானோ-தொழில்நுட்ப பாய்ச்சலைக் கொடுத்த ஃபேப்ஸ். இங்கே கிடைக்கும்
7. குமார், ஏ., 2014. இந்தியாவில் நானோ தொழில்நுட்ப வளர்ச்சி: ஒரு கண்ணோட்டம். வளரும் நாடுகளுக்கான ஆராய்ச்சி மற்றும் தகவல் அமைப்பு.
8. கங்குலி, யு., லஷ்கரே, எஸ். மற்றும் கங்குலி, எஸ்., 2020. நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஆராய்ச்சியில் இந்தியாவின் எழுச்சி. arXiv முன்அச்சு arXiv:2011.11251.
9. கங்குலி, யு., லஷ்கரே, எஸ். மற்றும் கங்குலி, எஸ்., 2021. நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஆராய்ச்சியில் இந்தியாவின் எழுச்சி. ஐஇஇஇ எலக்ட்ரான் டிவைசஸ் சொசைட்டி செய்திமடல், 28(1), pp.46-48.