டங்க்ஸ்டன் நைட்ரைடில் காணப்படும் மாறுநிலை வெப்பநிலை
இரு பரிமாண (2D) அமைப்புகளில் மீக்கடத்தி சமீபத்திய ஆண்டுகளில் அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது, ஏனெனில் இது அடிப்படை இயற்பியல் பற்றிய நமது புரிதலுக்கான பொருத்தத்தின் காரணமாகவும், குவாண்டம் இன்டர்ஃபெரோமீட்டர்கள், மீக்கடத்தி டிரான்சிஸ்டர்கள் மற்றும் மீக்கடத்தி க்யூபிட்ஸ் போன்ற நானோ அளவிலான சாதனங்களில் சாத்தியமான தொழில்நுட்ப பயன்பாடுகளின் காரணமாகவும் உள்ளது.
மாறுநிலை வெப்பநிலை (TC-Critical Temperature) அல்லது ஒரு பொருள் ஒரு மீக்கடத்தியாக செயல்படும் வெப்பநிலை என்பது ஒரு முக்கியமான கவலையாகும். பெரும்பாலான பொருட்களுக்கு, இது முழுமையான பூஜ்ஜியத்திற்கும் 10 கெல்வினுக்கும் இடையில் உள்ளது, அதாவது -273 செல்சியஸ் மற்றும் -263 செல்சியஸ் இடையே, எந்தவொரு நடைமுறை பயன்பாட்டிற்கும் மிகவும் குளிராக இருக்கிறது. அதிக TC கொண்ட பொருட்களைக் கண்டுபிடிப்பதில் கவனம் செலுத்தப்படுகிறது.
அதிக அழுத்தத்தின் கீழ் 250K-க்கும் அதிகமான வெப்பநிலையில் வழக்கமான மீக்கடத்திகளாக செயல்படும் பொருட்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டுபிடித்துள்ள நிலையில், 2D பொருட்களில் இதுவரை பதிவு செய்யப்பட்ட பதிவு சோதனை ஆதாரங்களின்படி MoS2 இல் 7 முதல் 12K வரை உள்ளது மற்றும் சில மாசு செய்யப்பட்ட 2D இல் 20 K வரை கோட்பாட்டு மாதிரி படி பொருட்கள் மற்றும் உள்ளார்ந்த 2D உலோகங்களில். கோட்பாட்டு கணிப்புகள் சமீபத்தில் உணரப்பட்ட 2D போரான் அலோட்ரோப்களுக்கு திரவ ஹைட்ரஜனுக்கு மேலான வெப்பநிலையில் ஒரு மீக்கடத்தி மாற்றத்தை ஏற்படுத்தியுள்ளன, ஆனால் இந்த பொருட்களை வான்-டர்-வால்ஸ் பிணைக்கப்பட்ட 3D பெற்றோரிடமிருந்து வெளியேற்றுவதன் மூலம் பெற முடியாது, மேலும் அவை நேரடியாக ஒரு உலோக அடி மூலக்கூறில் வளர்க்கப்பட வேண்டும். இது ஒப்பீட்டளவில் வலுவான இடைவினைகளில் விளைகிறது, இது மீக்கடத்திகளின் மாறுநிலை வெப்பநிலையை ஆதரிக்கும் மாதிரியில் வெறும் 2K வரை அடக்கும் என்று கணிக்கப்பட்டுள்ளது.
“இரு பரிமாண இடவியல் செமிமெட்டல் W2N3 இல் அதிக சிக்கலான வெப்பநிலையுடன் ஃபோனான்-இடைமட்ட மீக்கடத்தி கணிப்பு” என்ற கட்டுரையில், ஆசிரியர்கள் நிக்கோலா மர்சாரி, ஈபிஎஃப்எல்லில் உள்ள ஆய்வக கோட்பாடு மற்றும் உருவகப்படுத்துதலின் ஆய்வாளர், விஞ்ஞானி டேவிட் காம்பி மற்றும் பி.எச்.டி. மாணவர் சிம்ரன் குமாரி மோனோலேயர் W2N3-இல் உள்ளார்ந்த மீக்கடத்தி அடையாளம் காண முதல்-கொள்கைக் கணக்கீடுகளைப் பயன்படுத்துகிறார், இது சமீபத்தில் ஒரு அடுக்கு அறுகோண- W2N3 மொத்தத்திலிருந்து கணக்கீடுகளால் எளிதில் வெளியேறக்கூடியது என அடையாளம் காணப்பட்டது, இது ஒரு கோட்பாடு சோதனை ஆதாரங்களால் ஆதரிக்கப்படுகிறது. அவை 21K-இன் முக்கியமான வெப்பநிலையைக் காண்கின்றன, அதாவது, திரவ ஹைட்ரஜனுக்கு சற்று மேலேயும், வழக்கமான ஃபோனான்-இடைமட்ட 2D மீக்கடத்திக்கான பதிவு-உயர் நிலைமாற்ற வெப்பநிலையையும் காணலாம்.
எலக்ட்ரான்-ஃபோனான் இணைப்புகளில் பைஆக்சியல் விகாரத்தின் விளைவுகளையும் அவை ஆராய்கின்றன மற்றும் எலக்ட்ரான்-ஃபோனான் இணைப்பு மாறிலியின் வலுவான சார்புநிலையை முன்னறிவிக்கின்றன, 2D W2N3 ஆனது வெவ்வேறு தொடர்பு விதிகளைப் படிப்பதற்கும், சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி தற்போதைய கோட்பாடுகளின் வரம்புகளை சோதிப்பதற்கும் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய தளமாக அமைகிறது. இறுதியாக, ஃபெர்மி மட்டத்திற்கு மேலே 0.5eV நிரம்பிய நிலையில், தற்போது பயன்படுத்தப்படாத ஹெலிகல் எட்ஜ் நிலைகளில் நிரப்பப்படக்கூடும் என்று அவர்கள் வாதிடுகின்றனர், மீக்கடத்தி தொடர்ந்தாலும்-மிகக் குறைந்த இடைநிலை வெப்பநிலையுடன் இருந்தாலும்- W2N3 சாத்தியமான படிப்பைப் பயன்படுத்துவதற்கும் சுரண்டுவதற்கும் ஒரு சாத்தியமான சாதனமாக மாற்றுகிறது.
References: