ऐनी जे मैनिंग द्वारा,
छह साल पहले एक खोज ने संघनित पदार्थ भौतिकी की दुनिया में तूफान ला दिया: दो थोड़ी तिरछी परतों में जमा हुआ अल्ट्रा-पतला कार्बन एक सुपरकंडक्टर बन गया, और परतों के बीच मोड़ कोण को बदलने से उनके विद्युत गुणों में बदलाव हो सकता है।मील का पत्थर2018 पेपर"मैजिक-एंगल ग्राफीन सुपरलैटिस" का वर्णन करते हुए "ट्विस्ट्रोनिक्स" नामक एक नया क्षेत्र लॉन्च किया गया, और पहले लेखक तत्कालीन एमआईटी स्नातक छात्र और हाल ही में हार्वर्ड जूनियर फेलो युआन काओ थे।
हार्वर्ड के भौतिकविदों अमीर याकोबी, एरिक मजूर और अन्य लोगों के साथ, काओ और सहकर्मियों ने उस मूलभूत कार्य को आगे बढ़ाया है, जिसमें कई प्रकार की सामग्रियों को मोड़ने और उनका अध्ययन करने का एक आसान तरीका ईजाद करके अधिक ट्विस्ट्रोनिक्स विज्ञान के लिए मार्ग को सुगम बनाया गया है।
एक नयाकागज़मेंप्रकृतिटीम की नाखून के आकार की मशीन का वर्णन करता है जो इच्छानुसार पतली सामग्री को मोड़ सकती है, जिससे एक-एक करके मुड़े हुए उपकरणों को बनाने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।ऐसे गुणों वाली पतली, 2डी सामग्री जिनका आसानी से अध्ययन और हेरफेर किया जा सकता है, उच्च-प्रदर्शन वाले ट्रांजिस्टर के लिए अत्यधिक प्रभाव डालती हैं,ऑप्टिकल उपकरणजैसे कि सौर सेल, और क्वांटम कंप्यूटर, अन्य चीज़ों के बीच।
"यह विकास घुमाव को नियंत्रित करने जितना आसान बनाता हैइलेक्ट्रॉन घनत्व2डी सामग्रियों का,'' हार्वर्ड में भौतिकी और अनुप्रयुक्त भौतिकी के प्रोफेसर याकोबी ने कहा। ''घनत्व को नियंत्रित करना निम्न-आयामी पदार्थ में पदार्थ के नए चरणों की खोज के लिए प्राथमिक घुंडी रही है, और अब, हम घनत्व और मोड़ कोण दोनों को नियंत्रित कर सकते हैं, अंतहीन खोल सकते हैंखोज की संभावनाएँ।"
काओ ने सबसे पहले ट्विस्ट बनायाबाइलेयर ग्राफीनएमआईटी के पाब्लो जारिलो-हेरेरो की प्रयोगशाला में स्नातक छात्र के रूप में।यह उपलब्धि जितनी रोमांचक थी, वास्तविक घुमाव की नकल के साथ चुनौतियों से कम थी।
काओ ने समझाया, उस समय, प्रत्येक मुड़े हुए उपकरण का उत्पादन करना कठिन था, और परिणामस्वरूप, अद्वितीय और समय लेने वाला था।इन उपकरणों के साथ विज्ञान करने के लिए, उन्हें दसियों या यहां तक कि सैकड़ों की आवश्यकता थी।उन्होंने सोचा कि क्या वे "सभी को मोड़ने के लिए एक उपकरण बना सकते हैं", काओ ने कहा - एक माइक्रोमशीन जो इच्छानुसार सामग्री की दो परतों को मोड़ सकती है, जिससे सैकड़ों अद्वितीय नमूनों की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।वे अपने नए डिवाइस को 2डी सामग्रियों के लिए एमईएमएस (माइक्रो-इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम)-आधारित जेनेरिक एक्चुएशन प्लेटफॉर्म या संक्षेप में MEGA2D कहते हैं।
याकोबी और मजूर प्रयोगशालाओं ने इस नए टूल किट के डिजाइन पर सहयोग किया, जो ग्राफीन और अन्य सामग्रियों के लिए सामान्य है।
"हमारी MEGA2D तकनीक के माध्यम से इस नए 'नॉब' को पाकर, हम कल्पना करते हैं कि मुड़े हुए ग्राफीन और अन्य सामग्रियों में कई अंतर्निहित पहेलियों को आसानी से हल किया जा सकता है," काओ ने कहा, जो अब कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय बर्कले में सहायक प्रोफेसर हैं।"यह निश्चित रूप से रास्ते में अन्य नई खोजें भी लाएगा।"
पेपर में, शोधकर्ताओं ने ग्राफीन के करीबी रिश्तेदार हेक्सागोनल बोरान नाइट्राइड के दो टुकड़ों के साथ अपने उपकरण की उपयोगिता का प्रदर्शन किया।वे बाइलेयर डिवाइस के ऑप्टिकल गुणों का अध्ययन करने में सक्षम थे, और प्रतिष्ठित टोपोलॉजिकल गुणों वाले क्वासिपार्टिकल्स के साक्ष्य ढूंढ रहे थे।
उनकी नई प्रणाली की आसानी कई वैज्ञानिक रास्ते खोलती है, उदाहरण के लिए, प्रकाश स्रोतों का उत्पादन करने के लिए हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड ट्विस्ट्रोनिक्स को नियोजित करना जिनका उपयोग कम-नुकसान वाले ऑप्टिकल संचार के लिए किया जा सकता है।
काओ ने कहा, "हमें उम्मीद है कि इस समृद्ध क्षेत्र में कई अन्य शोधकर्ताओं द्वारा हमारा दृष्टिकोण अपनाया जाएगा, और सभी इन नई क्षमताओं से लाभान्वित हो सकते हैं।"
पेपर के पहले लेखक नैनोसाइंस और ऑप्टिक्स विशेषज्ञ हाओनिंग टैंग हैं, जो मजूर की प्रयोगशाला में पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता और हार्वर्ड क्वांटम इनिशिएटिव फेलो हैं, जिन्होंने नोट किया कि MEGA2D तकनीक विकसित करना परीक्षण और त्रुटि की एक लंबी प्रक्रिया थी।
उन्होंने कहा, "हमें इस बारे में ज्यादा जानकारी नहीं थी कि वास्तविक समय में 2डी सामग्रियों के इंटरफेस को कैसे नियंत्रित किया जाए और मौजूदा तरीके भी इसमें कटौती नहीं कर रहे थे।""सफाई कक्ष में अनगिनत घंटे बिताने और एमईएमएस डिज़ाइन को परिष्कृत करने के बाद - कई असफल प्रयासों के बावजूद - हमें लगभग एक साल के प्रयोगों के बाद अंततः कार्यशील समाधान मिल गया।"टैंग ने कहा, सभी नैनोफैब्रिकेशन हार्वर्ड के सेंटर फॉर नैनोस्केल सिस्टम्स में हुआ, जहां कर्मचारियों ने अमूल्य तकनीकी सहायता प्रदान की।
भौतिकी और अनुप्रयुक्त भौतिकी के बाल्कनस्की प्रोफेसर मजूर ने कहा, "एमईएमएस प्रौद्योगिकी को एक द्विपरत संरचना के साथ संयोजित करने वाले उपकरण का नैनोफैब्रिकेशन एक वास्तविक टूर डी फ़ोर्स है।""परिणामी डिवाइस की नॉनलाइनियर प्रतिक्रिया को ट्यून करने में सक्षम होने से प्रकाशिकी और फोटोनिक्स में उपकरणों की एक पूरी नई श्रेणी के लिए द्वार खुल जाता है।"
अधिक जानकारी:हाओनिंग तांग एट अल, द्वि-आयामी सामग्रियों का ऑन-चिप बहु-डिग्री-स्वतंत्रता नियंत्रण,प्रकृति(2024)।डीओआई: 10.1038/एस41586-024-07826-एक्स
यह कहानी सौजन्य से प्रकाशित हुई हैहार्वर्ड राजपत्र, हार्वर्ड विश्वविद्यालय का आधिकारिक समाचार पत्र।अतिरिक्त विश्वविद्यालय समाचार के लिए, जाएँहार्वर्ड.edu.उद्धरण
:नया उपकरण ट्विस्ट्रोनिक्स के लिए 2डी सामग्रियों के हेरफेर को सरल बनाता है (2024, 17 सितंबर)17 सितंबर 2024 को पुनः प्राप्तhttps://techxplore.com/news/2024-09-device-2d-materials-twistronics.html से
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