ডালাস বিজ্ঞানীরা টেক্সাস বিশ্ববিদ্যালয় অনুসন্ধান করছেন যে গ্রাফিনের বিভিন্ন স্তর থেকে তাদের মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের দিক থেকে এবং উন্নত ইলেকট্রনিক্সের জন্য পুনর্গঠিত অর্ধপরিবাহী হিসাবে তাদের সম্ভাবনার দিক থেকে কীভাবে কাঠামো তৈরি করা হয়েছে তা তদন্ত করছে।
গ্রাফিন হ’ল একটি সমতল মধুচক্রের প্যাটার্নে সাজানো কার্বন পরমাণুর একক স্তর যার মাধ্যমে প্রতিটি ষড়ভুজ তার উল্লম্ব সময়ে ছয়টি কার্বন পরমাণু দ্বারা গঠিত হয়। ২০০৪ সালে গ্রাফিনের প্রথম বিচ্ছিন্নতার পর থেকে – যা পরবর্তীকালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরষ্কারের দিকে পরিচালিত করে – বিজ্ঞানী এবং প্রকৌশলীরা তার অনন্য শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলির পাশাপাশি এর সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলি তীব্রভাবে অধ্যয়ন করেছেন।
ইউটি ডালাসের স্কুল অফ ন্যাচারাল সায়েন্সেস এবং গণিতের পদার্থবিজ্ঞানের অধ্যাপক ডাঃ ফ্যান জাং একজন তাত্ত্বিক যিনি এক দশকেরও বেশি সময় ধরে গ্রাফিনের স্তরগুলি রোম্বোহেড্রাল কাঠামো গঠনের জন্য একটি চিরাল পদ্ধতিতে স্ট্যাক করা হয় এমন বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্যগুলি পরীক্ষা করে দেখছেন।
তিয়ানই জু একজন পদার্থবিজ্ঞানের ডক্টরাল শিক্ষার্থী যিনি জাংয়ের সাথে উপাদানটিতে কাজ করেছেন। জু বলেন, “গ্রাফাইটে ঘটে এমন দুটি ধরণের স্ট্যাকিং অর্ডার রয়েছে, যা পেন্সিলের সীসা পাওয়া একটি স্ফটিক,” জু বলেছিলেন। “একটি সাধারণ পেন্সিল সীসা গ্রাফিনের প্রায় 10 মিলিয়ন স্তর নিয়ে গঠিত” “
ষড়ভুজ স্ট্যাকিং, এটি এবি স্ট্যাকিং নামেও পরিচিত, যখন এমনকি সংখ্যাযুক্ত গ্রাফিন স্তরগুলি সারিবদ্ধ করা হয়, বিজোড়-সংখ্যাযুক্ত স্তরগুলি এমনকি স্তরগুলির তুলনায় 60 ডিগ্রি ঘোরানো হয়। বিপরীতে, রম্বোহেড্রাল স্ট্যাকিং বা এবিসি স্ট্যাকিং, প্রতিটি ক্রমাগত স্তরের জন্য একটি একমুখী বা চিরাল, 60-ডিগ্রি ঘূর্ণন বৈশিষ্ট্যযুক্ত।
“ষড়ভুজ স্ট্যাকিং আরও কাঠামোগতভাবে স্থিতিশীল, তবে রোম্বোহেড্রাল স্ট্যাকিং অনেক বেশি উল্লেখযোগ্য কারণ স্ট্যাকিংয়ের চিরালিটি ইলেক্ট্রনগুলিকে অসাধারণ ম্যাক্রোস্কোপিক কোয়ান্টাম ঘটনার জন্য দৃ strongly ়ভাবে সম্পর্কযুক্ত করে তুলতে পারে,” জাং বলেছিলেন।
সাম্প্রতিক নিবন্ধগুলিতে প্রকাশিত বিজ্ঞান, প্রকৃতি পদার্থবিজ্ঞান এবং অন্যান্য জার্নালগুলি, জাংয়ের গ্রুপ এবং জার্মানির গ্যাটিনজেন বিশ্ববিদ্যালয়ের পরীক্ষামূলক সহযোগীদের এবং ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির রোম্বোহেড্রাল গ্রাফিন সম্পর্কে নতুন অনুসন্ধানের কথা জানিয়েছে।
গবেষকরা আবিষ্কার করেছেন যে উপকরণগুলির পরিবার অর্ধপরিবাহী হিসাবে আচরণ করে যাদের ব্যান্ডের ফাঁক এবং বৈদ্যুতিন ঘনত্বগুলি গেট বৈদ্যুতিন ক্ষেত্রগুলি দ্বারা অবিচ্ছিন্নভাবে সুর করা যেতে পারে। তারা আরও আবিষ্কার করেছেন যে, অত্যন্ত কম তাপমাত্রায়, রম্বোহেড্রাল গ্রাফিন ডিভাইসে প্রয়োগ করা গেট বৈদ্যুতিন ক্ষেত্রগুলির উপর নির্ভর করে উপন্যাসের চৌম্বকীয়তা এবং সুপারকন্ডাক্টিভিটি, পাশাপাশি কোয়ান্টাম ব্যতিক্রমী হল প্রভাব প্রদর্শন করে।
“আপনি সাধারণত একই উপাদানগুলিতে এই সমস্ত প্রভাবগুলি পর্যবেক্ষণ করবেন না, তবে সেগুলি একই রোম্বোহেড্রাল গ্রাফিন ডিভাইসে ঘটতে পারে এবং আমরা একক ডিভাইসে অর্ধপরিবাহী, চৌম্বকীয় এবং সুপারকন্ডাক্টিং বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে স্যুইচ করতে এবং এমনকি সুর করতে পারি,” ঝাংয়ের গোষ্ঠীর পদার্থবিজ্ঞানের ডক্টরাল শিক্ষার্থী প্রবীন পাই বলেছেন। “চৌম্বকীয়তা এবং সুপারকন্ডাক্টিভিটির সহাবস্থানের কথা উল্লেখ না করে কোয়ান্টাম ব্যতিক্রমী হল প্রভাবের প্রতি প্রচুর আগ্রহ রয়েছে।”
আরেক ডালাস পদার্থবিজ্ঞানের ডক্টরাল শিক্ষার্থী নিনাদ ডংগ্রে যিনি ঝাংয়ের সাথে কাজ করেন, তিনি বলেছিলেন যে প্রচলিত অর্ধপরিবাহী ইলেক্ট্রন ঘনত্ব বা ব্যান্ড গ্যাপ পরিবর্তন করতে গবেষকদের রাসায়নিক রচনাটি সামঞ্জস্য করতে এবং নতুন নমুনা তৈরি করতে হবে।
“এটি সময় সাশ্রয়ী এবং কখনও কখনও চ্যালেঞ্জিং,” ডংগ্রে বলেছিলেন। “রম্বোহেড্রাল গ্রাফিনের সাহায্যে আমরা বৈদ্যুতিক গেটগুলির সাথে একটি একক নমুনা পরিবর্তন করতে পারি” “
জাং ক্যালিফোর্নিয়ার আনাহিমের আমেরিকান ফিজিক্যাল সোসাইটির (এপিএস) গ্লোবাল ফিজিক্স সামিটে ১ March মার্চ সপ্তাহে একটি আমন্ত্রিত টিউটোরিয়াল এবং একটি আমন্ত্রিত সিম্পোজিয়ামে সহকর্মী বিজ্ঞানী এবং শিক্ষার্থীদের সাথে রম্বোহেড্রাল গ্রাফিনের পদার্থবিজ্ঞানে তাঁর দক্ষতা এবং সাম্প্রতিক অগ্রগতি ভাগ করবেন। তাঁর স্নাতক শিক্ষার্থীরাও ছয় দিনের বার্ষিক সম্মেলনে গবেষণা উপস্থাপন করবেন, যা বিশ্বজুড়ে ১৪,০০০ এরও বেশি পদার্থবিদ এবং ,, ৪০০ জন শিক্ষার্থীকে আঁকবে বলে আশা করা হচ্ছে।
রম্বোহেড্রাল গ্রাফিন অধ্যয়নের অন্যতম চ্যালেঞ্জ হ’ল ল্যাবটিতে একটি বিচ্ছিন্ন নমুনা তৈরি করা কঠিন, জাংয়ের গ্রুপের গবেষণা বিজ্ঞানী এবং এপিএস সভায় উপস্থাপক ডাঃ চিহো ইউন বলেছেন। একটি গ্রাফিন কয়েক-স্তর নমুনায় সাধারণত ষড়ভুজ গ্রাফিন এবং রম্বোহেড্রাল গ্রাফিনের সংমিশ্রণ থাকে।
ইউন বলেছিলেন, “নমুনার একপাশে এবিসি স্ট্যাকিং প্রদর্শন করতে পারে, অন্যদিকে এ বি স্ট্যাকিং রয়েছে, এর মধ্যে একটি ত্রুটি রয়েছে,” ইউন বলেছিলেন। “লাইন ত্রুটিগুলি চিহ্নিত করা এবং এবিসি অঞ্চলকে বিচ্ছিন্ন করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ; অন্যথায়, এবি অঞ্চলটি ডিভাইস বানোয়াটের সময় এবিসি অঞ্চলকে ছাড়িয়ে যাবে। এই প্রক্রিয়াটি ব্যতিক্রমীভাবে চ্যালেঞ্জিং, এবং আমরা পরীক্ষামূলকবাদীদের সাথে সহযোগিতা করার সৌভাগ্যবান যারা কাটিং-এজ ন্যানো টেকনোলজির অধিকারী।”
২০২৪ সালের অক্টোবরে, জার্মানিতে আলেকজান্ডার ভন হাম্বল্ট ফাউন্ডেশন জাংকে একটি হাম্বল্ট গবেষণা পুরষ্কারের জন্য বেছে নিয়েছিল, যা এমন শিক্ষাবিদদের স্বীকৃতি দেয় যাদের মৌলিক আবিষ্কার, নতুন তত্ত্ব বা অন্তর্দৃষ্টি তাদের নিজস্ব ক্ষেত্র এবং তার বাইরেও গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলেছে এবং যারা আশা করছেন যে অবদান অবদান অব্যাহত রাখবেন।
জাং বলেছিলেন, “আমি খুব ভাগ্যবান হয়েছি। আমি কেবল আমাদের ভবিষ্যদ্বাণীগুলি নিশ্চিত করতে দেখিনি, তবে আমরা 15 বছর আগে যে বিষয়টি শুরু করেছি তা দ্রুত প্রসারিত ক্ষেত্রে রূপান্তরিত হয়েছে,” জাং বলেছিলেন। “আমার শিক্ষার্থী, পোস্টডোকস এবং পরীক্ষামূলক সহযোগী – একসাথে আমরা একসাথে আবিষ্কারের নতুন অধ্যায় লিখছি।”
ঝাংয়ের গবেষণাটি প্রাথমিকভাবে জাতীয় বিজ্ঞান ফাউন্ডেশন দ্বারা অর্থায়িত হয়, যার মধ্যে একটি ফ্যাকাল্টি আর্লি কেরিয়ার ডেভলপমেন্ট প্রোগ্রাম (কেরিয়ার) পুরষ্কার, আমাদের ফিউচার (ডিএমআরএফ) পুরষ্কারকে বিপ্লব ও ইঞ্জিনিয়ার করার জন্য একটি ডিজাইনিং উপকরণ এবং সাম্প্রতিক অনুদানটি 2 ডি সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে মনোনিবেশ করে।