குவாண்டம் ஆராய்ச்சி பற்றிய ஏதேனும் கதைகளை நீங்கள் சமீபத்தில், கொலம்பியா நியூஸ் அல்லது வேறு இடங்களில் படித்திருந்தால், இந்த வார்த்தையை நீங்கள் கேள்விப்பட்டிருக்கலாம். 2D அல்லது இரு பரிமாண பொருட்கள்.
தீவிர வலிமையான 2டி கார்பனின் ஒரு வடிவமான கிராபெனின் அணுக் கட்டமைப்பின் விளக்கம்.
ஜனவரியில், கொலம்பியா வேதியியலாளர்கள் முதல் பற்றி ஒரு ஆய்வை வெளியிட்டனர் 2டி கனமான ஃபெர்மியன், மிகவும் கனமான எலக்ட்ரான்கள் கொண்ட ஒரு வகை பொருள். நவம்பரில், பொறியியல் பள்ளி ஒரு கதையை வெளியிட்டது "லேசர்-டிரைவிங் ஒரு 2டி மெட்டீரியல்." மேலும் கடந்த ஆண்டு தொடக்கத்தில், ஒரே 2டி பொருளில் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி மற்றும் ஃபெரோஎலக்ட்ரிசிட்டி இரண்டையும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர். பட்டியல் நீண்டு கொண்டே செல்கிறது.
எனவே, 2D பொருட்கள் என்றால் என்ன, விஞ்ஞானிகள் ஏன் ஆர்வம் காட்டுகிறார்கள்?
இரு பரிமாணப் பொருட்கள் என்பது அவை எப்படி ஒலிக்கின்றன: 1 அல்லது 2 அணுக்கள் தடிமனாக இருக்கும் ஆனால் மற்ற எல்லா திசைகளிலும் அகலமாக இருக்கும் பொருட்கள். பெரும்பாலும் விஞ்ஞானிகள் பணிபுரியும் 2D பொருட்கள் சில சதுர மைக்ரோமீட்டர்கள் பெரியவை- நிர்வாணக் கண்ணுக்குப் புலப்படாதவை, ஆனால் உயர்நிலைப் பள்ளி அறிவியல் வகுப்புகளில் நீங்கள் பயன்படுத்தியிருக்கும் நுண்ணோக்கியின் மூலம் தெரியும். விஞ்ஞானிகள் பணிபுரியும் 2D பொருட்கள் இயற்கையாக நிகழும் பொருட்களின் கலவையாகும், அதாவது 2004 இல் கொலம்பியாவில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட தீவிர-வலுவான கார்பனின் ஒரு வடிவம் கிராபெனின் மற்றும் கடந்த ஆண்டு கொலம்பியாவில் முதன்முதலில் கூடியிருந்த CeSil போன்ற ஆய்வகங்களில் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட பொருட்கள். சீரியம், சிலிக்கான் மற்றும் அயோடின் ஆகியவற்றால் ஆனது. இந்த பொருட்கள் பொதுவாக முப்பரிமாணமாகத் தொடங்குகின்றன, மேலும் விஞ்ஞானிகள் அவற்றை இரண்டு பரிமாணங்களுக்கு தோலுரித்து, அவற்றின் மீது சோதனைகளை இயக்கவும் மற்றும் என்ன இயற்பியல் பண்புகள் போன்றவற்றைக் கண்டறியவும் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி or மேக்னடிஸம், பொருட்கள் அணு-தட்டையாக இருக்கும்போது வெளிப்படலாம். 2டி பொருட்களை 3டியில் இருந்து உரிக்கத் தேவையில்லாமல், புதிதாக XNUMXடி பொருட்களை உருவாக்குவதற்கான புதிய வழிகளை உருவாக்கும் பணியில் விஞ்ஞானிகள் ஈடுபட்டுள்ளனர், ஆனால் இவற்றின் தரம் இன்னும் அபூரணமாக உள்ளது.
பல விஷயங்கள் 2D பொருட்களை சுவாரஸ்யமாக்குகின்றன, ஆனால் முதன்மையானது எலக்ட்ரான்கள் போன்ற துகள்கள் அவற்றிற்குள் நகரக்கூடிய வழிகளை கட்டுப்படுத்துகிறது. கொலம்பியா வேதியியலாளர் சேவியர் ராய் விளக்குவதற்கு போக்குவரத்து ஒப்புமையைப் பயன்படுத்தினார்:
"இதைப் பற்றி யோசித்துப் பாருங்கள்: முப்பரிமாண விண்வெளியில் பயணிக்கக்கூடிய பறக்கும் கார்கள் எங்களிடம் இருந்தால், நியூயார்க்கில் பெரும்பாலான போக்குவரத்து நெரிசலைக் குறைக்க முடியும். ஆனால் எங்களின் தற்போதைய கார்கள் இரு பரிமாணங்களில் மட்டுமே பயணிக்க முடியும் என்பதால், டைம்ஸ் சதுக்கத்தில் பெரும் போக்குவரத்து நெரிசல்களை சந்திக்க நேரிடும்,” என்று ராய் சமீபத்திய பேட்டியில் கூறினார்.
"நாம் 3D இலிருந்து 2D க்கு மாறும்போது எலக்ட்ரான்களுக்கும் இதேதான் நடக்கும், ஆனால் எங்கள் விஷயத்தில், எலக்ட்ரான்களுக்கு இடையில் 'போக்குவரத்து' நன்மை பயக்கும்! இந்த எலக்ட்ரான்-எலக்ட்ரான் இடைவினைகள் வலுவடைவதால், ஒரு பொருளின் பண்புகளை நாம் முழுமையாக மாற்ற முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, 3D கனமான ஃபெர்மியன் பொருட்களின் தடிமன் குறைக்கப்படுவதால் (அதாவது அவை 2D ஆக மாறும்போது), அவை காந்தமாக இருந்து சூப்பர் கண்டக்டிங்கிற்கு மாறலாம்.
இரு பரிமாணப் பொருட்களையும் ஒப்பீட்டளவில் எளிதாக மாற்றி அமைக்கலாம்: அடுக்குகளுக்கு இடையே சிறிய கோணங்களில் அவற்றை அடுக்கி வைப்பது, மின்புலங்கள் மற்றும் காந்தப்புலங்கள் போன்ற சக்திகளைப் பயன்படுத்துதல் மற்றும் அவற்றை முறுக்குவதன் மூலம் அல்லது அழுத்துவதன் மூலம் பொருட்களை வடிகட்டுவதன் மூலம் அவற்றின் பண்புகளை மாற்றலாம். ஒரே ஒரு உதாரணத்தை எடுத்துக் கொள்ளுங்கள்: டங்ஸ்டன் டிசெலினைடு எனப்படும் ஒரு பொருளின் இரண்டு தாள்களை ஒன்றன் மேல் ஒன்றாக அடுக்கி, அவற்றை முறுக்கி, மின் கட்டணத்தைச் சேர்ப்பது அல்லது அகற்றுவது மின்சாரம் கடத்தும் உலோகத்திலிருந்து மின்சாரத்தைத் தடுக்கும் இன்சுலேட்டருக்கு மாறலாம் மீண்டும் மீண்டும்.
விஞ்ஞானிகள் பெரும்பாலும் "பயன்பாடுகள்" என்று குறிப்பிடும் தொழில்நுட்பத்தில் 2D பொருட்களின் சாத்தியமான பயன்பாடுகளால் உற்சாகமடைந்துள்ளனர்.
இன்னும் வளர்ச்சியடையாத குவாண்டம் கணினிகள் உட்பட, அடுத்த தலைமுறை மின்னணுவியலில் இரு பரிமாணப் பொருட்கள் முக்கியப் பங்கு வகிக்கும். ஏன்? பெரும்பகுதியில், 2D பொருட்கள் தனித்துவமான, கட்டுப்படுத்தக்கூடிய பண்புகளுடன் (சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி போன்றவை) மிகச்சிறியதாக இருப்பதால், தொழில்நுட்பம் எப்போதும் விரைவாகவும், திறமையாகவும், குறைந்த இடத்தைப் பயன்படுத்தி முடிவுகளை அடைய முடியும்.
