ನೀವು ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಕುರಿತು ಯಾವುದೇ ಕಥೆಗಳನ್ನು ಓದಿದ್ದರೆ, ಕೊಲಂಬಿಯಾ ನ್ಯೂಸ್ ಅಥವಾ ಬೇರೆಡೆ, ನೀವು ಈ ಪದವನ್ನು ಕೇಳಿರಬಹುದು 2D ಅಥವಾ ಎರಡು ಆಯಾಮದ ವಸ್ತುಗಳು.
ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಸ್ಟ್ರಾಂಗ್ 2D ಇಂಗಾಲದ ಒಂದು ರೂಪವಾದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಪರಮಾಣು ರಚನೆಯ ವಿವರಣೆ.
ಜನವರಿಯಲ್ಲಿ, ಕೊಲಂಬಿಯಾ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಮೊದಲನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದರು 2D ಹೆವಿ ಫೆರ್ಮಿಯಾನ್, ತುಂಬಾ ಭಾರವಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುವಿನ ವರ್ಗ. ನವೆಂಬರ್‌ನಲ್ಲಿ, ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಶಾಲೆಯು ಒಂದು ಕಥೆಯನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿತು "ಲೇಸರ್-ಡ್ರೈವಿಂಗ್ ಎ 2ಡಿ ಮೆಟೀರಿಯಲ್." ಮತ್ತು ಕಳೆದ ವರ್ಷದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, ಸಂಶೋಧಕರು ಅದೇ 2D ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ ಮತ್ತು ಫೆರೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಸಿಟಿ ಎರಡನ್ನೂ ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ಪಟ್ಟಿ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ.
ಹಾಗಾದರೆ, 2D ವಸ್ತುಗಳು ಯಾವುವು ಮತ್ತು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಏಕೆ ಆಸಕ್ತಿ ಹೊಂದಿದ್ದಾರೆ?
ಎರಡು ಆಯಾಮದ ವಸ್ತುಗಳು ಕೇವಲ 1 ಅಥವಾ 2 ಪರಮಾಣುಗಳ ದಪ್ಪ ಆದರೆ ಇತರ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಅಗಲವಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿರುವ 2D ಸಾಮಗ್ರಿಗಳು ಕೆಲವು ಚದರ ಮೈಕ್ರೊಮೀಟರ್‌ಗಳು ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತವೆ- ಬರಿಗಣ್ಣಿಗೆ ಅಗೋಚರವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ನೀವು ಹೈಸ್ಕೂಲ್ ವಿಜ್ಞಾನ ತರಗತಿಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಿರಬಹುದಾದ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದ ಮೂಲಕ ಗೋಚರಿಸುತ್ತವೆ. ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿರುವ 2D ವಸ್ತುಗಳು ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುವ ವಸ್ತುಗಳ ಮಿಶ್ರಣವಾಗಿದ್ದು, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್, 2004 ರಲ್ಲಿ ಕೊಲಂಬಿಯಾದಲ್ಲಿ ಪತ್ತೆಯಾದ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಸ್ಟ್ರಾಂಗ್ ಇಂಗಾಲದ ಒಂದು ರೂಪ ಮತ್ತು ಕಳೆದ ವರ್ಷ ಕೊಲಂಬಿಯಾದಲ್ಲಿ ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾದ CeSil ನಂತಹ ಲ್ಯಾಬ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ವಸ್ತುಗಳು, ಸಿರಿಯಮ್, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಅಯೋಡಿನ್‌ಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ಈ ವಸ್ತುಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮೂರು ಆಯಾಮಗಳಾಗಿ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಅವುಗಳ ಮೇಲೆ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲು ಮತ್ತು ಯಾವ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಅವುಗಳನ್ನು ಎರಡು ಆಯಾಮಗಳಿಗೆ ಇಳಿಸುತ್ತಾರೆ. ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ or ಕಾಂತೀಯತೆ, ವಸ್ತುಗಳು ಪರಮಾಣು-ಫ್ಲಾಟ್ ಆಗಿರುವಾಗ ಹೊರಹೊಮ್ಮಬಹುದು. ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು 2D ಯಿಂದ ಸಿಪ್ಪೆ ತೆಗೆಯುವ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದೇ, ಮೊದಲಿನಿಂದ 3D ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಹೊಸ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ, ಆದರೆ ಇವುಗಳ ಗುಣಮಟ್ಟ ಇನ್ನೂ ಅಪೂರ್ಣವಾಗಿದೆ.
ಅನೇಕ ವಿಷಯಗಳು 2D ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಆಸಕ್ತಿದಾಯಕವಾಗಿಸುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಂತಹ ಕಣಗಳು ಅವುಗಳೊಳಗೆ ಚಲಿಸುವ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಅವು ನಿರ್ಬಂಧಿಸುತ್ತವೆ. ಕೊಲಂಬಿಯಾ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಕ್ಸೇವಿಯರ್ ರಾಯ್ ವಿವರಿಸಲು ಸಂಚಾರ ಸಾದೃಶ್ಯವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ:
“ಈ ರೀತಿ ಯೋಚಿಸಿ: ನಾವು ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಪ್ರಯಾಣಿಸಬಹುದಾದ ಹಾರುವ ಕಾರುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ನಾವು ನ್ಯೂಯಾರ್ಕ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ದಟ್ಟಣೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ನಮ್ಮ ಪ್ರಸ್ತುತ ಕಾರುಗಳು ಎರಡು ಆಯಾಮಗಳಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಪ್ರಯಾಣಿಸಬಹುದಾದ್ದರಿಂದ, ನಾವು ಟೈಮ್ಸ್ ಸ್ಕ್ವೇರ್‌ನಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಟ್ರಾಫಿಕ್ ಜಾಮ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತೇವೆ ಎಂದು ರಾಯ್ ಇತ್ತೀಚಿನ ಸಂದರ್ಶನದಲ್ಲಿ ಹೇಳಿದರು.
"ನಾವು 3D ಯಿಂದ 2D ಗೆ ಚಲಿಸುವಾಗ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಿಗೆ ಅದೇ ವಿಷಯ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ನಮ್ಮ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ 'ಸಂಚಾರ' ಪ್ರಯೋಜನಕಾರಿಯಾಗಿದೆ! ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಪ್ರಬಲವಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ನಾವು ವಸ್ತುವಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 3D ಹೆವಿ ಫೆರ್ಮಿಯಾನ್ ವಸ್ತುಗಳ ದಪ್ಪವು ಕಡಿಮೆಯಾದಂತೆ (ಅಂದರೆ ಅವು ಹೆಚ್ಚು 2D ಆಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ), ಅವು ಕಾಂತೀಯತೆಯಿಂದ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್‌ಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳಬಹುದು.
ಎರಡು ಆಯಾಮದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ಟ್ವೀಕ್ ಮಾಡಬಹುದು: ಪದರಗಳ ನಡುವೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಕೋನಗಳೊಂದಿಗೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸುವುದು, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಂತಹ ಬಲಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ತಿರುಗಿಸುವ ಅಥವಾ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತಗ್ಗಿಸುವುದು ಅವುಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ಕೇವಲ ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಿ: ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಡೈಸೆಲೆನೈಡ್ ಎಂಬ ವಸ್ತುವಿನ ಎರಡು ಹಾಳೆಗಳನ್ನು ಒಂದರ ಮೇಲೊಂದರಂತೆ ಜೋಡಿಸಿ, ಅವುಗಳನ್ನು ತಿರುಚುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಅಥವಾ ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿ-ವಾಹಕ ಲೋಹದಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್-ತಡೆಗಟ್ಟುವ ಅವಾಹಕಕ್ಕೆ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಮತ್ತೆ.
ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ 2D ವಸ್ತುಗಳ ಸಂಭಾವ್ಯ ಬಳಕೆಗಳಿಂದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಉತ್ಸುಕರಾಗಿದ್ದಾರೆ, ಇದನ್ನು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ "ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು" ಎಂದು ಉಲ್ಲೇಖಿಸುತ್ತಾರೆ.
ಇನ್ನೂ-ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿರುವ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಎರಡು ಆಯಾಮದ ವಸ್ತುಗಳು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಏಕೆ? ಬಹುಪಾಲು, ಏಕೆಂದರೆ 2D ವಸ್ತುಗಳು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ, ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದಾದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ (ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯಂತಹ) ಅತಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಯಾವಾಗಲೂ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ತ್ವರಿತವಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಜಾಗವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಾಧಿಸುವ ಹುಡುಕಾಟದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ.
ಮೂಲ: ಕೊಲಂಬಿಯ ಯುನಿವರ್ಸಿಟಿ
