جيڪڏهن توهان ڪوانٽم ريسرچ بابت ڪا به ڪهاڻيون پڙهيا آهن تازو، ڪولمبيا نيوز يا ڪنهن ٻئي هنڌ، توهان شايد اهو اصطلاح ٻڌو هوندو. 2D يا ٻه-dimensional مواد.
گرافيني جي ايٽمي ساخت جو هڪ مثال، الٽرا مضبوط 2D ڪاربن جو هڪ روپ.
جنوري ۾، ڪولمبيا جي ڪيمسٽ پهرين بابت هڪ مطالعو شايع ڪيو 2D ڳري فرميون, مواد جو هڪ طبقو تمام ڳري اليڪٽرانڪس سان. نومبر ۾، انجنيئرنگ اسڪول هڪ ڪهاڻي شايع ڪئي "ليزر ڊرائيونگ هڪ 2D مواد” ۽ گذريل سال اڳ، محققن کي هڪ ئي 2D مواد ۾ ٻنهي superconductivity ۽ ferroelectricity مليا. لسٽ جاري رهي.
تنهن ڪري، 2D مواد ڇا آهن ۽ ڇو سائنسدان ايترو دلچسپي وٺندا آهن؟
ٻه طرفي مواد صرف اهي آهن جيئن اهي آواز ڪن ٿا: مواد جيڪي صرف 1 يا 2 ايٽم ٿلهي آهن پر هر ٻئي طرف وسيع آهن. اڪثر 2D مواد جنهن سان سائنسدان ڪم ڪري رهيا آهن اهي چند چورس مائڪرو ميٽر وڏا آهن- ننگي اک کان پوشيده، پر ان قسم جي خوردبيني سان نظر اچن ٿا، جيڪا شايد توهان هاءِ اسڪول سائنس جي ڪلاسن ۾ استعمال ڪئي هوندي. 2D مواد جنهن سان سائنسدان ڪم ڪري رهيا آهن اهي قدرتي طور تي پيدا ٿيندڙ مواد جو ميلاپ آهن، جهڙوڪ گرافين، 2004 ۾ ڪولمبيا ۾ دريافت ڪيل الٽرا مضبوط ڪاربن جو هڪ روپ، ۽ ليبارٽرين ۾ ٺهيل مواد، جهڙوڪ CeSil، هڪ ڪرسٽل پهريون ڀيرو ڪولمبيا ۾ گذريل سال گڏ ڪيو ويو، سيريم، سلکان ۽ آئوڊين تي مشتمل آهي. اهي مواد عام طور تي ٽن طرفن جي طور تي شروع ٿين ٿا، ۽ سائنسدان انهن کي ٻن طول و عرضن تائين ڇڪيندا آهن انهن تي تجربا هلائڻ ۽ معلوم ڪرڻ لاء ڪهڙيون جسماني خاصيتون، جهڙوڪ superconductivity or مقناطيس، ٿي سگهي ٿو ظاهر ٿئي جڏهن مواد ايٽم فليٽ آهي. سائنسدان 2D مواد ٺاهڻ لاءِ نوان طريقا تيار ڪرڻ تي ڪم ڪري رهيا آهن، انهن کي 3D مان ڪڍڻ جي ضرورت ناهي، پر انهن جو معيار اڃا تائين ناقص آهي.
ڪيتريون ئي شيون 2D مواد کي دلچسپ بڻائين ٿيون پر هڪ بنيادي ڳالهه اها آهي ته اهي انهن طريقن کي محدود ڪن ٿيون جيڪي ذرات جهڙوڪ اليڪٽران انهن جي اندر منتقل ٿي سگهن ٿيون. ڪولمبيا جي ڪيمسٽ زيويئر راءِ وضاحت ڪرڻ لاءِ ٽرئفڪ قياس استعمال ڪيو:
”ان جي باري ۾ هن طرح سوچيو: جيڪڏهن اسان وٽ اڏامندڙ ڪارون هجن جيڪي ٽن طرفن واري جاءِ ۾ سفر ڪري سگھن ٿيون ، اسان نيويارڪ ۾ اڪثر ٽرئفڪ کي گهٽائڻ جي قابل ٿي وينداسين. پر جيئن ته اسان جون موجوده ڪارون صرف ٻه طرفن ۾ سفر ڪري سگهن ٿيون، اسان ٽائمز اسڪوائر ۾ وڏي ٽرئفڪ جام سان ختم ڪريون ٿا، "راء هڪ تازي انٽرويو ۾ چيو.
”ساڳي ڳالهه اليڪٽرانن لاءِ به ٿئي ٿي جڏهن اسان 3D کان 2D ڏانهن وڃون ٿا، پر اسان جي صورت ۾، اليڪٽرانن جي وچ ۾ ’ٽريفڪ‘ فائديمند آهي! جيئن جيئن اهي اليڪٽران-اليڪٽران جو تعامل مضبوط ٿيندو وڃي، تيئن اسان مادي جي ملڪيت کي مڪمل طور تبديل ڪري سگهون ٿا. مثال طور، جيئن ته 3D ڳري فرميون مواد جي ٿلهي گھٽجي ويندي آهي (يعني جيئن اهي وڌيڪ 2D ٿي ويندا آهن)، اهي مقناطيسي هجڻ کان سپر ڪنڊڪٽنگ ڏانهن منتقل ٿي سگهن ٿا.
ٻه طرفي مواد به نسبتاً آسانيءَ سان ٽائيڪ ڪري سگھجن ٿا: انهن کي پرتن جي وچ ۾ ٿورڙي زاوين سان اسٽيڪ ڪرڻ، بجليءَ جي ميدانن ۽ مقناطيسي شعبن وانگر قوتون لاڳو ڪرڻ، ۽ مواد کي موڙي يا انهن تي دٻاءُ لاڳو ڪرڻ سان انهن جي خاصيتن کي تبديل ڪري سگهجي ٿو. رڳو ھڪڙو مثال وٺو: صرف ھڪڙي مواد جي ٻن چادرن کي ھڪ ٻئي جي مٿان ٽنگسٽن ڊسيلينائيڊ چئجي، انھن کي موڙي، ۽ برقي چارج شامل ڪرڻ يا ختم ڪرڻ سان، مواد. بجليءَ کي هلائڻ واري ڌاتو کان بجليءَ کي بلاڪ ڪرڻ واري انسوليٽر ڏانهن مٽائي سگھي ٿو ۽ ٻيهر واپس.
سائنسدان ٽيڪنالاجي ۾ 2D مواد جي امڪاني استعمال کان پڻ پرجوش آهن، جن کي سائنسدان اڪثر "ايپليڪيشنز" طور حوالو ڏيندا آهن.
ٻه طرفي مواد امڪاني طور تي اليڪٽرانڪس جي ايندڙ نسل ۾ اهم ڪردار ادا ڪندو، جنهن ۾ اڃا تائين ترقي يافته ڪوانٽم ڪمپيوٽر شامل آهن. ڇو؟ وڏي حصي ۾، ڇاڪاڻ ته 2D مواد انتهائي ننڍڙا آهن جن سان منفرد، ڪنٽرول لائق ملڪيت (جهڙوڪ سپر ڪنڊڪٽيٽي)، ۽ ٽيڪنالاجي هميشه اهڙي شيءِ جي ڳولا ۾ آهي، جيڪا نتيجا حاصل ڪري سگهي ٿي وڌيڪ تيزيءَ سان، وڌيڪ ڪارائتي، ۽ گهٽ جاءِ استعمال ڪندي.
جو ذريعو: ڪولمبيا يونيورسٽي
