নতুন পরীক্ষামূলক পদ্ধতির সাথে, গবেষকরা প্রথমবারের জন্য 2D উপকরণগুলিতে স্পিন কাঠামোর তদন্ত করছেন

11 মে, 2023 (নানোওয়ার্ক নিউজ) দুই দশক ধরে, পদার্থবিজ্ঞানীরা 2D পদার্থে ইলেকট্রনের স্পিনকে সরাসরি ম্যানিপুলেট করার চেষ্টা করেছেন গ্রাফিন. এটি করা 2D ইলেকট্রনিক্সের ক্রমবর্ধমান বিশ্বে মূল অগ্রগতি ঘটাতে পারে, একটি ক্ষেত্র যেখানে অতি দ্রুত, ছোট এবং নমনীয় ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলি কোয়ান্টাম মেকানিক্সের উপর ভিত্তি করে গণনা করে। পথে দাঁড়ানো হল যে সাধারণ উপায়ে বিজ্ঞানীরা ইলেকট্রনের স্পিন পরিমাপ করেন - একটি অপরিহার্য আচরণ যা ভৌত মহাবিশ্বের সবকিছুকে তার গঠন দেয় - সাধারণত কাজ করে না 2D উপকরণ. এটি উপকরণগুলিকে সম্পূর্ণরূপে বোঝা এবং তাদের উপর ভিত্তি করে প্রযুক্তিগত অগ্রগতিগুলিকে এগিয়ে নেওয়া অবিশ্বাস্যভাবে কঠিন করে তোলে। কিন্তু ব্রাউন ইউনিভার্সিটির গবেষকদের নেতৃত্বে বিজ্ঞানীদের একটি দল বিশ্বাস করে যে তাদের এখন এই দীর্ঘস্থায়ী চ্যালেঞ্জের কাছাকাছি একটি উপায় রয়েছে। প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণায় তারা তাদের সমাধান বর্ণনা করেছে প্রকৃতি পদার্থবিজ্ঞান ("ডিরাক পুনরুজ্জীবন পেঁচানো বিলেয়ার গ্রাফিনে একটি অনুরণন প্রতিক্রিয়া চালায়"). গবেষণায়, গবেষকরা বর্ণনা করেছেন যে তারা প্রথম পরিমাপ হিসাবে বিশ্বাস করেন যা 2D উপাদানে ঘূর্ণায়মান ইলেকট্রন এবং মাইক্রোওয়েভ বিকিরণ থেকে আসা ফোটনের মধ্যে সরাসরি মিথস্ক্রিয়া দেখায়। (ছবি: জিয়া লি, ব্রাউন ইউনিভার্সিটি) সমীক্ষায়, দলটি - যার মধ্যে স্যান্ডিয়া ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিজ এবং ইনসব্রুক বিশ্ববিদ্যালয়ের সেন্টার ফর ইন্টিগ্রেটেড ন্যানোটেকনোলজিসের বিজ্ঞানীরাও অন্তর্ভুক্ত রয়েছে - বর্ণনা করে যে তারা প্রথম পরিমাপ বলে বিশ্বাস করে যা তাদের মধ্যে সরাসরি মিথস্ক্রিয়া দেখায় একটি 2D উপাদানে ইলেকট্রন ঘুরছে এবং মাইক্রোওয়েভ বিকিরণ থেকে আসা ফোটন। একটি কাপলিং বলা হয়, ইলেক্ট্রন দ্বারা মাইক্রোওয়েভ ফোটনের শোষণ এই 2D কোয়ান্টাম উপাদানগুলিতে ইলেকট্রনগুলি কীভাবে ঘোরে তার বৈশিষ্ট্যগুলি সরাসরি অধ্যয়নের জন্য একটি অভিনব পরীক্ষামূলক কৌশল প্রতিষ্ঠা করে - যা সেই উপকরণগুলির উপর ভিত্তি করে গণনামূলক এবং যোগাযোগ প্রযুক্তি বিকাশের ভিত্তি হিসাবে কাজ করতে পারে। গবেষকদের কাছে। "স্পিন গঠন একটি কোয়ান্টাম ঘটনার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অংশ, কিন্তু আমরা এই 2D উপকরণগুলিতে এটির জন্য সরাসরি অনুসন্ধান করিনি," ব্রাউনের পদার্থবিজ্ঞানের সহকারী অধ্যাপক এবং গবেষণার সিনিয়র লেখক জিয়া লি বলেছেন। “এই চ্যালেঞ্জটি গত দুই দশক ধরে এই আকর্ষণীয় উপাদানগুলিতে তাত্ত্বিকভাবে স্পিন অধ্যয়ন করতে আমাদের বাধা দিয়েছে। আমরা এখন এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করে অনেকগুলি বিভিন্ন সিস্টেম অধ্যয়ন করতে পারি যা আমরা আগে অধ্যয়ন করতে পারিনি।" গবেষকরা "ম্যাজিক-এঙ্গেল" টুইস্টেড বিলেয়ার গ্রাফিন নামক একটি অপেক্ষাকৃত নতুন 2D উপাদানে পরিমাপ করেছেন। এই গ্রাফিন-ভিত্তিক উপাদানটি তৈরি হয় যখন কার্বনের আল্ট্রাথিন স্তরের দুটি শীটকে স্ট্যাক করা হয় এবং ঠিক সঠিক কোণে পাকানো হয়, নতুন দ্বি-স্তরযুক্ত কাঠামোটিকে একটি সুপারকন্ডাক্টরে রূপান্তরিত করে যা প্রতিরোধ বা শক্তির অপচয় ছাড়াই বিদ্যুৎকে প্রবাহিত করতে দেয়। সবেমাত্র 2018 সালে আবিষ্কৃত হয়েছে, গবেষকরা উপাদানটির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছেন কারণ এটিকে ঘিরে থাকা সম্ভাব্যতা এবং রহস্য। "2018 সালে উত্থাপিত অনেকগুলি প্রধান প্রশ্নের উত্তর এখনও পাওয়া যায়নি," বলেছেন এরিন মরিসেট, ব্রাউনের লি'র ল্যাবের একজন স্নাতক ছাত্র যিনি এই কাজের নেতৃত্ব দিয়েছিলেন৷ পদার্থবিদরা সাধারণত ইলেকট্রনের স্পিন পরিমাপের জন্য নিউক্লিয়ার ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স বা NMR ব্যবহার করেন। তারা মাইক্রোওয়েভ বিকিরণ ব্যবহার করে একটি নমুনা উপাদানে পারমাণবিক চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলিকে উত্তেজিত করে এবং তারপর বিভিন্ন স্বাক্ষর পড়ার মাধ্যমে এই বিকিরণ ঘূর্ণন পরিমাপ করে। 2D উপকরণের সাথে চ্যালেঞ্জ হল যে মাইক্রোওয়েভ উত্তেজনার প্রতিক্রিয়ায় ইলেক্ট্রনের চৌম্বকীয় স্বাক্ষর সনাক্ত করা খুব ছোট। গবেষণা দল উন্নতি করার সিদ্ধান্ত নিয়েছে। ইলেকট্রনের চুম্বকীয়করণ সরাসরি সনাক্ত করার পরিবর্তে, তারা ইলেকট্রনিক প্রতিরোধের সূক্ষ্ম পরিবর্তনগুলি পরিমাপ করেছিল, যা ব্রাউনের আণবিক এবং ন্যানোস্কেল উদ্ভাবনের ইনস্টিটিউটে তৈরি একটি ডিভাইস ব্যবহার করে বিকিরণ থেকে চুম্বককরণের পরিবর্তনের কারণে ঘটেছিল। ইলেকট্রনিক স্রোতের প্রবাহের এই ছোট পরিবর্তনগুলি গবেষকদের ডিভাইসটি ব্যবহার করার অনুমতি দেয় যে ইলেকট্রনগুলি মাইক্রোওয়েভ বিকিরণ থেকে ফটোগুলি শোষণ করছে। গবেষকরা পরীক্ষা থেকে অভিনব তথ্য পর্যবেক্ষণ করতে সক্ষম হন। দলটি লক্ষ্য করেছে যে, ফোটন এবং ইলেকট্রনগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়াগুলি সিস্টেমের নির্দিষ্ট অংশগুলিতে ইলেকট্রন তৈরি করে যেমন তারা একটি অ্যান্টি-ফেরোম্যাগনেটিক সিস্টেমে আচরণ করে - যার অর্থ কিছু পরমাণুর চুম্বকত্ব চুম্বকীয় পরমাণুর একটি সেট দ্বারা বাতিল হয়ে যায়। বিপরীত দিকে সারিবদ্ধ। 2D উপকরণে স্পিন অধ্যয়ন করার জন্য নতুন পদ্ধতি এবং বর্তমান ফলাফলগুলি আজ প্রযুক্তির জন্য প্রযোজ্য হবে না, তবে গবেষণা দলটি সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলি দেখেছে যে পদ্ধতিটি ভবিষ্যতে হতে পারে। তারা তাদের পদ্ধতিটি টুইস্টেড বিলেয়ার গ্রাফিনে প্রয়োগ করা চালিয়ে যাওয়ার পরিকল্পনা করেছে তবে এটিকে অন্যান্য 2D উপাদানেও প্রসারিত করবে। "এটি সত্যিই একটি বৈচিত্র্যময় টুলসেট যা আমরা এই দৃঢ়ভাবে সম্পর্কযুক্ত সিস্টেমগুলিতে ইলেকট্রনিক অর্ডারের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ অ্যাক্সেস করতে এবং সাধারণভাবে 2D উপকরণগুলিতে ইলেকট্রনগুলি কীভাবে আচরণ করতে পারে তা বোঝার জন্য ব্যবহার করতে পারি," মরিসেট বলেছেন। পরীক্ষাটি 2021 সালে নিউ মেক্সিকোতে ইন্টিগ্রেটেড ন্যানোটেকনোলজিস সেন্টারে দূরবর্তীভাবে চালানো হয়েছিল। ম্যাথিয়াস এস।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ডেটা ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• অ্যাড্রিয়েন অ্যাশলির সাথে ভবিষ্যত মিন্টিং। এখানে প্রবেশ করুন.
• PREIPO® এর সাথে PRE-IPO কোম্পানিতে শেয়ার কিনুন এবং বিক্রি করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62979.php