সেমিকন্ডাক্টর জালি ইলেকট্রন এবং চৌম্বকীয় মুহূর্তকে বিয়ে করে

মার্চ 22, 2023 (নানোওয়ার্ক নিউজ) একজোড়া মনোলেয়ার সেমিকন্ডাক্টর স্ট্যাকিং দ্বারা তৈরি একটি মডেল সিস্টেম পদার্থবিদদের বিভ্রান্তিকর কোয়ান্টাম আচরণ অধ্যয়ন করার একটি সহজ উপায় দিচ্ছে, ভারী ফার্মিয়ন থেকে বহিরাগত কোয়ান্টাম ফেজ ট্রানজিশন পর্যন্ত। গ্রুপের কাগজ প্রকাশিত হয় প্রকৃতি ("মোইরে কন্ডো জালিতে গেট-টিউনেবল ভারী ফার্মিয়ন") প্রধান লেখক কর্নেলের কাভলি ইনস্টিটিউটের পোস্টডক্টরাল ফেলো ওয়েনজিন ঝাও। এই প্রকল্পের নেতৃত্বে ছিলেন কলেজ অফ আর্টস অ্যান্ড সায়েন্সেসের পদার্থবিদ্যার অধ্যাপক কিন ফাই মাক এবং কর্নেল ইঞ্জিনিয়ারিং এবং এএন্ডএস-এর ফলিত ও প্রকৌশল পদার্থবিদ্যার অধ্যাপক জি শান, গবেষণাপত্রের সহ-সিনিয়র লেখক। উভয় গবেষকই কাভলি ইনস্টিটিউটের সদস্য; তারা প্রভোস্টের ন্যানোস্কেল সায়েন্স অ্যান্ড মাইক্রোসিস্টেম ইঞ্জিনিয়ারিং (নেক্সট ন্যানো) উদ্যোগের মাধ্যমে কর্নেলে এসেছিলেন। একটি ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ ইমেজ মলিবডেনাম ডিটেলুরাইড এবং টাংস্টেন ডিসেলেনাইডের মোয়ার জালি দেখায়। (ছবি: ইউ-সুন শাও এবং ডেভিড মুলার) জাপানের তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী জুন কন্ডোর নামানুসারে এই দলটি কন্ডো প্রভাব নামে পরিচিত সেটি মোকাবেলার জন্য রওনা হয়েছে। প্রায় ছয় দশক আগে, পরীক্ষামূলক পদার্থবিদরা আবিষ্কার করেছিলেন যে একটি ধাতু গ্রহণ করে এবং এমনকি অল্প সংখ্যক পরমাণুকে চৌম্বকীয় অমেধ্য দিয়ে প্রতিস্থাপন করে, তারা উপাদানটির পরিবাহী ইলেকট্রনকে ছড়িয়ে দিতে পারে এবং এর প্রতিরোধ ক্ষমতাকে আমূল পরিবর্তন করতে পারে। এই ঘটনাটি পদার্থবিদদের বিভ্রান্ত করেছিল, কিন্তু কন্ডো এটিকে একটি মডেল দিয়ে ব্যাখ্যা করেছিলেন যা দেখিয়েছিল যে কীভাবে পরিবাহী ইলেকট্রন চৌম্বকীয় অমেধ্যকে "স্ক্রিন" করতে পারে, যেমন ইলেক্ট্রন একটি চৌম্বকীয় অশুদ্ধির ঘূর্ণনের সাথে বিপরীত দিকে স্পিন করে, একটি সিঙ্গেল তৈরি করে। কন্ডো অশুদ্ধতা সমস্যাটি এখন ভালভাবে বোঝা গেলেও, কন্ডো জালির সমস্যাটি – যেটি এলোমেলো চৌম্বকীয় অমেধ্যের পরিবর্তে চৌম্বকীয় মুহূর্তের নিয়মিত জালি সহ – অনেক বেশি জটিল এবং পদার্থবিদদের স্টাম্প করে চলেছে। কন্ডো জালি সমস্যার পরীক্ষামূলক গবেষণায় সাধারণত বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির আন্তঃধাতু যৌগ জড়িত থাকে, তবে এই উপাদানগুলির নিজস্ব সীমাবদ্ধতা রয়েছে। ম্যাক বলেন, "যখন আপনি পর্যায় সারণীর নীচের দিকে চলে যান, তখন আপনি একটি পরমাণুতে 70টি ইলেকট্রনের মতো কিছু নিয়ে শেষ করেন।" “বস্তুর বৈদ্যুতিন কাঠামো এত জটিল হয়ে ওঠে। কন্ডো মিথস্ক্রিয়া ছাড়া কি ঘটছে তা বর্ণনা করা খুব কঠিন।" গবেষকরা দুটি সেমিকন্ডাক্টরের আল্ট্রাথিন মনোলেয়ার স্ট্যাকিং করে কন্ডো জালিকে সিমুলেট করেছেন: মলিবডেনাম ডিটেলুরাইড, একটি মট ইনসুলেটিং স্টেটে সুর করা, এবং টংস্টেন ডিসেলেনাইড, যা ভ্রমণকারী পরিবাহী ইলেকট্রন দিয়ে ডোপ করা হয়েছিল। এই উপকরণগুলি ভারী আন্তঃধাতু যৌগগুলির তুলনায় অনেক সহজ, এবং এগুলি একটি চতুর মোচড় দিয়ে স্ট্যাক করা হয়। 180-ডিগ্রি কোণে স্তরগুলি ঘোরানোর মাধ্যমে, তাদের ওভারল্যাপের ফলে একটি মোইরি জালির প্যাটার্ন তৈরি হয় যা ডিমের কার্টনের ডিমের মতো ছোট স্লটে পৃথক ইলেকট্রনকে আটকে রাখে। এই কনফিগারেশনটি বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলিতে একসাথে জম্বল হওয়া কয়েক ডজন ইলেকট্রনের জটিলতা এড়ায়। এবং আন্তঃধাতু যৌগগুলিতে চৌম্বকীয় মুহূর্তগুলির নিয়মিত অ্যারে প্রস্তুত করার জন্য রসায়নের প্রয়োজনের পরিবর্তে, সরলীকৃত কন্ডো জালিটির জন্য শুধুমাত্র একটি ব্যাটারি প্রয়োজন। যখন একটি ভোল্টেজ সঠিকভাবে প্রয়োগ করা হয়, তখন উপাদানটিকে স্পিনগুলির একটি জালি তৈরি করার আদেশ দেওয়া হয় এবং যখন কেউ একটি ভিন্ন ভোল্টেজে ডায়াল করে, তখন স্পিনগুলি নিভিয়ে দেওয়া হয়, যা একটি অবিচ্ছিন্ন সুরযোগ্য সিস্টেম তৈরি করে। "সবকিছু অনেক সহজ এবং অনেক বেশি নিয়ন্ত্রণযোগ্য হয়ে ওঠে," ম্যাক বলেছিলেন। গবেষকরা স্পিনগুলির ইলেক্ট্রন ভর এবং ঘনত্বকে অবিচ্ছিন্নভাবে সুর করতে সক্ষম হন, যা একটি প্রচলিত উপাদানে করা যায় না এবং প্রক্রিয়াটিতে তারা লক্ষ্য করেছেন যে স্পিন জালি দিয়ে পরিহিত ইলেকট্রনগুলি "বেয়ার" এর চেয়ে 10 থেকে 20 গুণ বেশি ভারী হতে পারে। ইলেকট্রন, প্রয়োগ করা ভোল্টেজের উপর নির্ভর করে। টিউনেবিলিটি কোয়ান্টাম ফেজ ট্রানজিশনকেও প্ররোচিত করতে পারে যার ফলে ভারী ইলেকট্রন হালকা ইলেকট্রনে পরিণত হয়, এর মধ্যে, একটি "অদ্ভুত" ধাতব পর্যায়ের সম্ভাব্য উত্থান হয়, যেখানে বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ তাপমাত্রার সাথে রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায়। কপার অক্সাইডে উচ্চ-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টিং ঘটনা বোঝার জন্য এই ধরণের পরিবর্তনের উপলব্ধি বিশেষভাবে কার্যকর হতে পারে। "আমাদের ফলাফল তাত্ত্বিকদের জন্য একটি পরীক্ষাগার বেঞ্চমার্ক প্রদান করতে পারে," ম্যাক বলেছেন। "কনডেন্সড ম্যাটার ফিজিক্সে, তাত্ত্বিকরা একটি ট্রিলিয়ন ইন্টারঅ্যাক্টিং ইলেক্ট্রনের জটিল সমস্যা মোকাবেলা করার চেষ্টা করছেন। এটি দুর্দান্ত হবে যদি তাদের বাস্তব উপকরণগুলিতে রসায়ন এবং বস্তুগত বিজ্ঞানের মতো অন্যান্য জটিলতাগুলি নিয়ে চিন্তা করতে হয় না। তাই তারা প্রায়শই একটি 'গোলাকার গরু' কন্ডো জালি মডেল দিয়ে এই উপকরণগুলি অধ্যয়ন করে।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোব্লকচেন। Web3 মেটাভার্স ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62648.php