കൊളംബിയ ന്യൂസിലോ മറ്റെവിടെയെങ്കിലുമോ ക്വാണ്ടം ഗവേഷണത്തെക്കുറിച്ചുള്ള എന്തെങ്കിലും കഥകൾ നിങ്ങൾ ഈയിടെ വായിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, നിങ്ങൾ ഈ പദം കേട്ടിരിക്കാം 2D അല്ലെങ്കിൽ ദ്വിമാന സാമഗ്രികൾ.
അതിശക്തമായ 2D കാർബണിൻ്റെ ഒരു രൂപമായ ഗ്രാഫീനിൻ്റെ ആറ്റോമിക് ഘടനയുടെ ഒരു ചിത്രം.
ജനുവരിയിൽ, കൊളംബിയ രസതന്ത്രജ്ഞർ ആദ്യത്തേതിനെക്കുറിച്ച് ഒരു പഠനം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു 2D ഹെവി ഫെർമിയോൺ, വളരെ കനത്ത ഇലക്ട്രോണുകളുള്ള ഒരു തരം മെറ്റീരിയൽ. നവംബറിൽ, എഞ്ചിനീയറിംഗ് സ്കൂൾ ഒരു കഥ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു "ഒരു 2D മെറ്റീരിയൽ ലേസർ-ഡ്രൈവിംഗ്.” കഴിഞ്ഞ വർഷം ആദ്യം, ഒരേ 2D മെറ്റീരിയലിൽ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിവിറ്റിയും ഫെറോഇലക്ട്രിസിറ്റിയും ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി. പട്ടിക നീളുന്നു.
അപ്പോൾ, എന്താണ് 2D മെറ്റീരിയലുകൾ, എന്തുകൊണ്ടാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ഇത്ര താൽപ്പര്യം?
ദ്വിമാന സാമഗ്രികൾ കേവലം 1 അല്ലെങ്കിൽ 2 ആറ്റങ്ങൾ കട്ടിയുള്ളതും എന്നാൽ മറ്റെല്ലാ ദിശയിലും വീതിയുള്ളതുമായ വസ്തുക്കൾ. പലപ്പോഴും ശാസ്ത്രജ്ഞർ പ്രവർത്തിക്കുന്ന 2D മെറ്റീരിയലുകൾ കുറച്ച് ചതുരശ്ര മൈക്രോമീറ്ററുകൾ വലുതാണ്- നഗ്നനേത്രങ്ങൾക്ക് അദൃശ്യമാണ്, എന്നാൽ ഹൈസ്കൂൾ സയൻസ് ക്ലാസുകളിൽ നിങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കാവുന്ന തരത്തിലുള്ള മൈക്രോസ്കോപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് ദൃശ്യമാണ്. 2-ൽ കൊളംബിയയിൽ കണ്ടെത്തിയ അൾട്രാ സ്ട്രോങ്ങ് കാർബണിൻ്റെ ഒരു രൂപമായ ഗ്രാഫീൻ, കഴിഞ്ഞ വർഷം കൊളംബിയയിൽ ആദ്യമായി അസംബിൾ ചെയ്ത CeSil പോലെയുള്ള ലാബുകളിൽ സംശ്ലേഷണം ചെയ്ത പദാർത്ഥങ്ങൾ എന്നിവ പോലെയുള്ള പ്രകൃതിദത്ത വസ്തുക്കളുടെ മിശ്രിതമാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ പ്രവർത്തിക്കുന്ന 2004D മെറ്റീരിയലുകൾ. സെറിയം, സിലിക്കൺ, അയോഡിൻ എന്നിവ ചേർന്നതാണ്. ഈ സാമഗ്രികൾ സാധാരണയായി ത്രിമാനമായി ആരംഭിക്കുന്നു, ശാസ്ത്രജ്ഞർ അവയിൽ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തുന്നതിനും ഭൗതിക സവിശേഷതകൾ എന്താണെന്ന് കണ്ടെത്തുന്നതിനുമായി അവയെ രണ്ട് അളവുകളിലേക്ക് താഴ്ത്തുന്നു. സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിവിറ്റി or കാന്തികത, പദാർത്ഥങ്ങൾ ആറ്റം പരന്നതായിരിക്കുമ്പോൾ ഉയർന്നുവന്നേക്കാം. 2D മെറ്റീരിയലുകൾ 3D യിൽ നിന്ന് കളയേണ്ട ആവശ്യമില്ലാതെ, ആദ്യം മുതൽ XNUMXD മെറ്റീരിയലുകൾ നിർമ്മിക്കാനുള്ള പുതിയ വഴികൾ വികസിപ്പിക്കാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ശ്രമിക്കുന്നു, എന്നാൽ ഇവയുടെ ഗുണനിലവാരം ഇപ്പോഴും അപൂർണ്ണമാണ്.
പല കാര്യങ്ങളും 2D മെറ്റീരിയലുകളെ രസകരമാക്കുന്നു, എന്നാൽ പ്രാഥമികമായ ഒന്ന്, ഇലക്ട്രോണുകൾ പോലെയുള്ള കണങ്ങൾക്ക് അവയ്ക്കുള്ളിൽ സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയുന്ന വഴികൾ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു എന്നതാണ്. കൊളംബിയ രസതന്ത്രജ്ഞൻ സേവ്യർ റോയ് വിശദീകരിക്കാൻ ഒരു ട്രാഫിക് അനലോഗ് ഉപയോഗിച്ചു:
“ഇതുപോലെ ചിന്തിക്കുക: ത്രിമാന ബഹിരാകാശത്ത് സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയുന്ന പറക്കും കാറുകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, ന്യൂയോർക്കിലെ മിക്ക ട്രാഫിക്കും കുറയ്ക്കാൻ ഞങ്ങൾക്ക് കഴിയും. എന്നാൽ ഞങ്ങളുടെ നിലവിലെ കാറുകൾക്ക് ദ്വിമാനങ്ങളിൽ മാത്രമേ സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയൂ എന്നതിനാൽ, ടൈംസ് സ്ക്വയറിൽ ഞങ്ങൾ വലിയ ഗതാഗതക്കുരുക്കിൽ അവസാനിക്കുന്നു, ”റോയ് അടുത്തിടെ ഒരു അഭിമുഖത്തിൽ പറഞ്ഞു.
“ഞങ്ങൾ 3D യിൽ നിന്ന് 2D ലേക്ക് മാറുമ്പോൾ ഇലക്ട്രോണുകൾക്കും ഇതുതന്നെ സംഭവിക്കുന്നു, എന്നാൽ നമ്മുടെ കാര്യത്തിൽ, ഇലക്ട്രോണുകൾ തമ്മിലുള്ള 'ട്രാഫിക്' പ്രയോജനകരമാണ്! ഈ ഇലക്ട്രോൺ-ഇലക്ട്രോൺ ഇടപെടലുകൾ ശക്തമാകുമ്പോൾ, നമുക്ക് ഒരു മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ഗുണങ്ങളെ പൂർണ്ണമായും മാറ്റാൻ കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന്, 3D ഹെവി ഫെർമിയോൺ മെറ്റീരിയലുകളുടെ കനം കുറയുന്നതിനാൽ (അതായത്, അവ കൂടുതൽ 2D ആകുമ്പോൾ), അവയ്ക്ക് കാന്തികത്തിൽ നിന്ന് സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗിലേക്ക് മാറാൻ കഴിയും.
ദ്വിമാന പദാർത്ഥങ്ങളെ താരതമ്യേന എളുപ്പത്തിൽ ട്വീക്ക് ചെയ്യാൻ കഴിയും: പാളികൾക്കിടയിൽ ചെറിയ കോണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് അവയെ അടുക്കിവെക്കുക, വൈദ്യുത മണ്ഡലങ്ങൾ, കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ശക്തികൾ പ്രയോഗിക്കുക, പദാർത്ഥങ്ങളെ വളച്ചൊടിച്ചോ സമ്മർദ്ദം ചെലുത്തിയോ ആയാസപ്പെടുത്തുന്നത് അവയുടെ ഗുണങ്ങളെ മാറ്റും. ഒരു ഉദാഹരണം മാത്രം എടുക്കുക: ടങ്സ്റ്റൺ ഡിസെലിനൈഡ് എന്ന മെറ്റീരിയലിൻ്റെ രണ്ട് ഷീറ്റുകൾ പരസ്പരം അടുക്കി, വളച്ചൊടിച്ച്, വൈദ്യുത ചാർജ് ചേർക്കുകയോ നീക്കം ചെയ്യുകയോ ചെയ്യുക. വൈദ്യുതി-ചാലക ലോഹത്തിൽ നിന്ന് വൈദ്യുതി-തടയുന്ന ഇൻസുലേറ്ററിലേക്ക് മാറാൻ കഴിയും വീണ്ടും.
ശാസ്ത്രജ്ഞർ പലപ്പോഴും "അപ്ലിക്കേഷനുകൾ" എന്ന് വിളിക്കുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ 2D മെറ്റീരിയലുകളുടെ സാധ്യതയുള്ള ഉപയോഗങ്ങളും ശാസ്ത്രജ്ഞരെ ആവേശഭരിതരാക്കുന്നു.
ദ്വിമാന സാമഗ്രികൾ, ഇപ്പോഴും വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ ഉൾപ്പെടെ, അടുത്ത തലമുറ ഇലക്ട്രോണിക്സിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കും. എന്തുകൊണ്ട്? വലിയതോതിൽ, 2D മെറ്റീരിയലുകൾ അദ്വിതീയവും നിയന്ത്രിക്കാവുന്നതുമായ ഗുണങ്ങളുള്ള (സൂപ്പർ കണ്ടക്റ്റിവിറ്റി പോലെയുള്ളവ) വളരെ ചെറുതാണ്, കൂടാതെ കൂടുതൽ വേഗത്തിലും കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായും കുറഞ്ഞ ഇടം ഉപയോഗിച്ചും ഫലങ്ങൾ കൈവരിക്കാൻ കഴിയുന്ന എന്തിനെയെങ്കിലും സാങ്കേതികവിദ്യ എപ്പോഴും വേട്ടയാടിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു.
അവലംബം: കൊളംബിയ യൂണിവേഴ്സിറ്റി
