بڑے، صاف 2D مواد کی تیاری آسان بنا دی گئی: صرف KISS

01 جون 2023 (نانورک نیوزجب سے گریفائٹ کی دو جہتی شکل دریافت ہوئی ہے (کہا جاتا ہے۔ graphene کے) تقریباً بیس سال پہلے، دلچسپی 2D مواد with their special physical properties has skyrocketed. Famously, graphene was produced by exfoliating bulk graphite using sticky tape. Although it was good enough for a Nobel Prize, this method has its drawbacks. An international team of surface scientists has now developed a simple method to produce large and very clean 2D samples from a range of materials using three different substrates.
Their method, kinetic ان سیٹو سنگل لیئر سنتھیسس (KISS) کو جرنل میں بیان کیا گیا تھا۔ ایڈوانسڈ سائنس (“In situ exfoliation method of large-area 2D materials”). KISS exfoliation اور photoemission تجربے کی فنکارانہ عکاسی سبسٹریٹ کے ساتھ مضبوط تعامل کی وجہ سے 2D مواد کو پیرنٹ کرسٹل سے الگ کیا جاتا ہے۔ UV روشنی کا استعمال الیکٹرانوں کی تصویر کے اخراج کے لیے کیا جاتا ہے جو کہ الیکٹرانک بینڈز کی براہ راست امیجنگ کے ذریعے الیکٹرانک ڈھانچے کا مطالعہ کرنے کی اجازت دیتا ہے، جیسا کہ پس منظر میں دیکھا گیا ہے۔ (تصویر: Antonija Grubišić-Čabo اور Dina Maniar، Groningen یونیورسٹی)
2D مواد میں جسمانی خصوصیات ہیں جو بلک مواد کے ذریعہ شیئر نہیں کی جاتی ہیں۔ چارج کیریئرز کی قید اس کی ایک وجہ ہے۔ ان 2D مواد کو تیار کرنے کے دو طریقے ہیں: ایک بڑے کرسٹل کو نکالنا یا 2D پرت کو بڑھانا۔ ایکسفولیئشن کا مطلب ہے ایک بڑے کرسٹل سے تہوں کو چھیلنا جب تک کہ آپ کے پاس صرف ایک پرت باقی نہ رہ جائے۔
'یہ عمل وقت طلب ہے اور اس کے لیے مخصوص مہارتوں اور سازوسامان کی ضرورت ہوتی ہے،' یونیورسٹی آف گروننگن (ہالینڈ) کی سطحی سائنس دان اور اس کے پہلے مصنف انتونیجا گروبیش-Čabo کہتے ہیں۔ ایڈوانسڈ سائنس کاغذ 'مزید برآں، اس کے نتیجے میں اکثر بہت چھوٹے فلیکس بنتے ہیں، جبکہ استعمال ہونے والی چپکنے والی ٹیپ پولیمر کو اپنی سطحوں پر چھوڑ سکتی ہے۔'
2D فلموں کو بڑھانا ایک اور طریقہ ہے۔ یہ کنٹرول حالات میں بڑے نمونے کی پیداوار کی اجازت دیتا ہے. 'تاہم، اس طرح کے 2D مواد کو کیسے اگایا جائے اس پر کام کرنے میں اکثر وقت لگتا ہے۔ Grubišić-Čabo کا کہنا ہے کہ اور اس عمل کا نتیجہ ہمیشہ کامل پرت میں نہیں ہوتا۔ آخری مصنف میکیج ڈینڈزک کے ساتھ مل کر، اس نے ساتھیوں کی ایک 'ڈریم ٹیم' اکٹھی کی، جن میں سے بہت سے پہلے پی ایچ ڈی کے طالب علموں کے طور پر آرہس یونیورسٹی (ڈنمارک) میں مل کر کام کر چکے ہیں، تاکہ 2D مواد کی تیاری کے لیے ایک سادہ تکنیک تیار کی جا سکے۔
'ہمیں کچھ تجربات کے بارے میں معلوم تھا جس میں سونے کی فلمیں بلک مواد کو نکالنے کے لیے استعمال کی جاتی تھیں۔ لیکن یہ بنیادی طور پر ہوا میں انجام دیے گئے تھے جس کا مطلب ہے کہ یہ تکنیک ہوا سے متعلق حساس مواد یا سطحی سائنس کی تحقیق کے لیے زیادہ موزوں نہیں ہے۔' ٹیم ایک ایسی تکنیک چاہتی تھی جو ہوا سے حساس 2D مواد کی تیاری کی اجازت دے گی۔ اپنی پہلی کوشش میں، انہوں نے ایک اونچے ویکیوم چیمبر میں سونے کا کرسٹل استعمال کیا۔ 'ہم نے بنیادی طور پر کرسٹل کو بلک میٹریل پر پھینکا اور دریافت کیا کہ ایک اچھی 2D تہہ سونے سے چپکی ہوئی ہے۔' ایسا کیوں ہوتا ہے یہ ابھی تک واضح نہیں ہے، لیکن ٹیم کو شبہ ہے کہ سونے کے ساتھ بانڈ وین ڈیر والز فورس سے زیادہ مضبوط ہے جو بلک کرسٹل میں تہوں کو ایک ساتھ رکھتا ہے۔ یہ تصویر سیٹو سنگل لیئر سنتھیسس (KISS) میں کائینیٹک کے لیے سیٹ اپ کو دکھاتی ہے۔ بلک مواد کو ایک نمونہ ہولڈر پر اسپرنگ کے ساتھ رکھا جاتا ہے تاکہ اثر کو منظم کیا جا سکے (پیلا تیر)۔ پھر اسے سونے کے کرسٹل کے خلاف دبایا جاتا ہے (نیلے تیر کے نیچے قدرے روشن انگوٹھی)۔ رہائی کے بعد، سونے کے سبسٹریٹ کے ساتھ ایک 2D پرت منسلک ہو جائے گی۔ (تصویر: Antonija Grubišić-Čabo، Groningen یونیورسٹی)
انہوں نے اس پہلے تجربے پر بنایا ہے، جس میں بڑے پیمانے پر مواد کے ساتھ اسٹیج پر ایک بہار شامل کی گئی ہے جو جھٹکا جذب کرنے والے کے طور پر کام کرتا ہے اور اس طرح سونے کے کرسٹل کے اثرات کو بہتر طور پر کنٹرول کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ مزید برآں، ٹیم نے ظاہر کیا کہ چاندی اور سیمی کنڈکٹر جرمینیم دونوں کو 2D مواد کو چھیلنے کے لیے سبسٹریٹ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔
'گولڈ کرسٹل سطحی سائنس لیبز میں ایک معیاری خصوصیت ہیں، جہاں وہ آلات کی انشانکن میں استعمال ہوتے ہیں، مثال کے طور پر۔ Grubišić-Čabo کہتے ہیں، سائنسدان ان کرسٹل کو نقصان پہنچانا پسند نہیں کرتے، لیکن ان تجربات میں ایسا نہیں ہوا۔ 'اور اس کے بعد ہم نے سنگل کرسٹل گولڈ پتلی فلموں کو استعمال کرنے کے لیے پروٹوکول کو تبدیل کیا ہے۔ اس میں سونے کو تحلیل کرنے کے قابل ہونے کا اضافی فائدہ ہے تاکہ ہم 2D نمونے کو الگ کر سکیں، جب تک کہ یہ ہوا یا مائع میں مستحکم ہو۔'
یہ الگ تھلگ نمونے اگلے مرحلے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں: 2D مواد سے آلات کی تعمیر جو KISS تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے تیار کی جائے گی۔ Grubišić-Čabo کہتے ہیں 'یہ ابھی تک ممکن نہیں ہے، لیکن ہم اس پر کام کر رہے ہیں۔ 'لہذا، ہمارے پاس ایک بہت ہی صاف، بڑے 2D نمونے بنانے کی ایک تکنیک ہے جو بہت آسان طریقے سے ہے، جو ہمیں ہوا سے حساس 2D مواد بنانے کی اجازت دیتی ہے۔ مزید برآں، ہماری تکنیک معیاری آلات کا استعمال کرتی ہے جو عملی طور پر ہر سطح کی سائنس لیبارٹری میں موجود ہے۔'

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 ڈیٹا انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ایڈریین ایشلے کے ساتھ مستقبل کا نقشہ بنانا۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• PREIPO® کے ساتھ PRE-IPO کمپنیوں میں حصص خریدیں اور بیچیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63092.php