রুটজার্স বিশ্ববিদ্যালয়-নতুন ব্রান্সউইক গবেষকরা একটি নতুন শ্রেণীর উপকরণ আবিষ্কার করেছেন-যাকে আন্তঃক্রিস্টাল বলা হয়-অনন্য বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্য সহ যা ভবিষ্যতের প্রযুক্তিগুলিকে শক্তিশালী করতে পারে।
আন্তঃচক্রগুলি বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্যের সদ্য আবিষ্কৃত ফর্মগুলি প্রদর্শন করে যা আরও দক্ষ বৈদ্যুতিন উপাদান, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এবং পরিবেশ বান্ধব উপকরণগুলিতে অগ্রগতির পথ সুগম করতে পারে, বিজ্ঞানীরা বলেছিলেন।
বিজ্ঞান জার্নালের একটি প্রতিবেদনে বর্ণিত হিসাবে প্রকৃতি উপকরণবিজ্ঞানীরা গ্রাফিনের দুটি আল্ট্রাথিন স্তর সজ্জিত করেছিলেন, প্রতিটি ষড়ভুজ গ্রিডে সাজানো কার্বন পরমাণুর একটি এক-পরমাণু-পুরু শীট। তারা এগুলি বোরন এবং নাইট্রোজেন দিয়ে তৈরি ষড়ভুজীয় স্ফটিক ষড়ভুজ বোরন নাইট্রাইডের একটি স্তরকে কিছুটা মোচড় দিয়েছিল। স্তরগুলির মধ্যে একটি সূক্ষ্ম বিভ্রান্তি যা মাইর é নিদর্শনগুলি তৈরি করেছিল – দুটি সূক্ষ্ম জাল স্ক্রিনগুলি ওভারলাইড হওয়ার সময় দেখা যায় এমন প্যাটার্নগুলি – উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়েছিল যে কীভাবে ইলেক্ট্রনগুলি উপাদানগুলির মাধ্যমে সরানো হয়েছিল, তারা খুঁজে পেয়েছিল।
“আমাদের আবিষ্কারটি উপাদান নকশার জন্য একটি নতুন পথ উন্মুক্ত করে,” রুটজার্স স্কুল অফ আর্টস অ্যান্ড সায়েন্সেসের পদার্থবিজ্ঞান ও জ্যোতির্বিজ্ঞান বিভাগের বোর্ড অফ গভর্নর অধ্যাপক এবং এই গবেষণার শীর্ষস্থানীয় লেখক ইভা আন্ড্রেই বলেছেন। “ইন্টারক্রিস্টালগুলি আমাদের একক জ্যামিতি ব্যবহার করে বৈদ্যুতিন আচরণ নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি নতুন হ্যান্ডেল দেয়, উপাদানের রাসায়নিক রচনা পরিবর্তন না করে” “
ইন্টারক্রিস্টালগুলিতে ইলেক্ট্রনগুলির অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি বোঝার এবং নিয়ন্ত্রণ করে, বিজ্ঞানীরা এগুলি আরও দক্ষ ট্রানজিস্টর এবং সেন্সরগুলির মতো প্রযুক্তি বিকাশের জন্য ব্যবহার করতে পারেন যা পূর্বে আরও জটিল উপাদান এবং প্রক্রিয়াকরণের মিশ্রণ প্রয়োজন, গবেষকরা বলেছেন।
“আপনি একটি সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিন সার্কিট ডিজাইন করার কল্পনা করতে পারেন যেখানে প্রতিটি ফাংশন-স্যুইচিং, সেন্সিং, সিগন্যাল প্রসারণ-পারমাণবিক স্তরে জ্যামিতিটি টিউন করে নিয়ন্ত্রিত হয়,” পদার্থবিজ্ঞানের সহযোগী অধ্যাপক এবং গবেষণার সহ-লেখক জেদীদিয়া পিক্সলে বলেছেন। “ইন্টারক্রিস্টালগুলি এই জাতীয় ভবিষ্যতের প্রযুক্তির বিল্ডিং ব্লক হতে পারে।
“আবিষ্কারটি” টুইস্ট্রোনিকস “নামক আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের একটি ক্রমবর্ধমান কৌশলটির উপর নির্ভর করে, যেখানে উপকরণগুলির স্তরগুলি নির্দিষ্ট কোণগুলিতে মায়ার é নিদর্শনগুলি তৈরি করার জন্য সংযুক্ত করা হয় These এই কনফিগারেশনগুলি পদার্থের মধ্যে ইলেক্ট্রনগুলির আচরণকে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন করে, যা নিয়মিত স্ফটিকগুলিতে পাওয়া যায় না এমন বৈশিষ্ট্যগুলির দিকে পরিচালিত করে।
২০০৯ সালে আন্দ্রেই এবং তার দল প্রথম ফাউন্ডেশনাল ধারণাটি প্রদর্শিত হয়েছিল, যখন তারা দেখিয়েছিল যে মোড়যুক্ত গ্রাফিনে মাইরা নিদর্শনগুলি নাটকীয়ভাবে এর বৈদ্যুতিন কাঠামোটি পুনরায় আকার দেয়। এই আবিষ্কারটি টুইস্ট্রোনিক্সের ক্ষেত্রের বীজকে সহায়তা করেছিল।
ইলেক্ট্রন হ’ল ক্ষুদ্র কণা যা উপকরণগুলিতে ঘুরে বেড়ায় এবং বিদ্যুৎ পরিচালনার জন্য দায়বদ্ধ। নিয়মিত স্ফটিকগুলিতে, যা পরমাণুর একটি নিখুঁতভাবে সাজানো গ্রিড গঠনের একটি পুনরাবৃত্তি প্যাটার্ন ধারণ করে, ইলেক্ট্রনগুলি যেভাবে ভালভাবে বোঝা যায় এবং অনুমানযোগ্য। যদি কোনও স্ফটিকটি ঘোরানো বা নির্দিষ্ট কোণ বা দূরত্ব দ্বারা স্থানান্তরিত হয় তবে এটি প্রতিসাম্য হিসাবে পরিচিত একটি অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্যের কারণে এটি একই দেখাচ্ছে।
গবেষকরা আন্তঃক্রিস্টালগুলির বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্যগুলি খুঁজে পেয়েছেন, তবে তাদের কাঠামোর ছোট পরিবর্তনগুলির সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হতে পারে। এই পরিবর্তনশীলতা নতুন এবং অস্বাভাবিক আচরণের দিকে পরিচালিত করতে পারে, যেমন সুপারকন্ডাক্টিভিটি এবং চৌম্বকীয়তা, যা সাধারণত নিয়মিত স্ফটিকগুলিতে পাওয়া যায় না। সুপারকন্ডাক্টিং উপকরণগুলি ক্রমাগত প্রবাহিত বৈদ্যুতিক প্রবাহের প্রতিশ্রুতি দেয় কারণ তারা শূন্য প্রতিরোধের সাথে বিদ্যুৎ পরিচালনা করে।
আন্তঃচক্রগুলি কম লোকসান ইলেকট্রনিক্স এবং পারমাণবিক সেন্সরগুলির জন্য নতুন সার্কিটরির একটি অংশ হতে পারে যা কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরিতে এবং ভোক্তা প্রযুক্তির নতুন ফর্মগুলি পাওয়ার ক্ষেত্রে ভূমিকা নিতে পারে, বিজ্ঞানীরা বলেছিলেন।
উপকরণগুলি আরও পরিবেশ বান্ধব বৈদ্যুতিন প্রযুক্তির ভিত্তি হিসাবে কার্যকরী হওয়ার সম্ভাবনাও সরবরাহ করে।
“যেহেতু এই কাঠামোগুলি বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির চেয়ে কার্বন, বোরন এবং নাইট্রোজেনের মতো প্রচুর, অ-বিষাক্ত উপাদানগুলি দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে, তাই তারা ভবিষ্যতের প্রযুক্তিগুলির জন্য আরও টেকসই এবং স্কেলযোগ্য পথও সরবরাহ করে,” আন্দ্রেই বলেছিলেন।
ইন্টারক্রিস্টালগুলি কেবল প্রচলিত স্ফটিক থেকে পৃথক নয়। এগুলি ক্যাসিক্রাইস্টালগুলির থেকেও আলাদা, একটি বিশেষ ধরণের স্ফটিক 1982 সালে একটি অর্ডারযুক্ত কাঠামোর সাথে আবিষ্কার করা হয়েছিল তবে নিয়মিত স্ফটিকগুলিতে পুনরাবৃত্তি প্যাটার্ন ছাড়াই পাওয়া যায়।
গবেষণা দলের সদস্যরা তাদের আবিষ্কারের নাম “আন্তঃস্রোত” নাম দিয়েছেন কারণ তারা স্ফটিক এবং ক্যাসিক্রিস্টালগুলির মধ্যে একটি মিশ্রণ: তাদের ক্যাসিক্রিস্টালগুলির মতো পুনরাবৃত্তি নিদর্শন রয়েছে তবে নিয়মিত স্ফটিকের সাথে মিল রয়েছে বলে প্রতিসাম্যগুলি ভাগ করে।
“১৯৮০ এর দশকে ক্যাসিক্রিস্টালগুলির আবিষ্কার পারমাণবিক শৃঙ্খলা সম্পর্কে পুরানো নিয়মকে চ্যালেঞ্জ জানায়,” আন্দ্রেই বলেছিলেন। “ইন্টারক্রিস্টালগুলির সাথে আমরা আরও এক ধাপ এগিয়ে চলেছি, দেখিয়েছি যে ছোটতম স্কেলে জ্যামিতিক হতাশাকে কাজে লাগিয়ে পদার্থের নতুন পর্যায়গুলি অ্যাক্সেস করার জন্য উপকরণগুলি ইঞ্জিনিয়ার করা যেতে পারে।”
রুটজার্স গবেষকরা আন্তঃক্রিস্টালগুলির ভবিষ্যতের অ্যাপ্লিকেশনগুলি সম্পর্কে আশাবাদী, পারমাণবিক স্তরে উপকরণের বৈশিষ্ট্যগুলি অন্বেষণ এবং পরিচালনা করার জন্য নতুন সম্ভাবনা খোলার বিষয়ে।
“এটি কেবল শুরু,” পিক্সলে বলেছিলেন। “এই আবিষ্কারটি আমাদের কোথায় পরিচালিত করবে এবং আগামী বছরগুলিতে এটি কীভাবে প্রযুক্তি এবং বিজ্ঞানের উপর প্রভাব ফেলবে তা দেখে আমরা আনন্দিত।”
অন্যান্য রুটজার্স গবেষকরা যারা এই গবেষণায় অবদান রেখেছিলেন তাদের মধ্যে গবেষণা সহযোগী জিনুয়ান লাই, গুহং লি এবং পদার্থবিজ্ঞান ও জ্যোতির্বিজ্ঞান বিভাগের অ্যাঞ্জেলা কো অন্তর্ভুক্ত ছিল।
জাপানের ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট ফর মেটেরিয়াল ইনস্টিটিউটের বিজ্ঞানীরাও এই গবেষণায় অবদান রেখেছিলেন।