அலை அலையான கிராஃபீனின் பயன்பாடு

ஒரு அலை அலையான மேற்பரப்புடைய கிராஃபீனைக் கொண்டு, இரு பரிமாண மின்னணுவியல் எதிர்காலத்திற்கான வழிகாட்டியைப் பெற இயலும்.

ரைஸ் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள், அணு-தடிமனான கிராஃபீனை மெதுவாக கடினமான மேற்பரப்பில் வளர்ப்பதின் மூலமாக அவற்றை “போலி-மின்காந்த” சாதனங்களாக மாற்றுகின்றன.

சேனல்கள் அவற்றின் தன்னிச்சை கால அளவின் மூலம் காந்தப்புலங்களை உருவாக்குகின்றன. ரைஸின் ஜார்ஜ் R. பிரவுன் ஸ்கூல் ஆஃப் இன்ஜினியரிங்கில் உள்ள மெட்டீரியல் தியரிஸ்ட் போரிஸ் யாகோப்சன், முன்னாள் மாணவர் ஹென்றி யூ மற்றும் ஆராய்ச்சி விஞ்ஞானி அலெக்ஸ் குடானா ஆகியோரின் ஆய்வின்படி, ஒன்றிணைக்கும் லென்ஸ்கள் அல்லது கோலிமேட்டர்கள் போன்ற நானோ அளவிலான ஒளியியல் சாதனங்களை எளிதாக்கும்.

அவர்களின் ஆய்வு அமெரிக்க கெமிக்கல் சொசைட்டியின் நானோ கடிதங்களில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது.

மேலும் ஹால் விளைவை அடைவதற்கான வழியையும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் உறுதியளிக்கிறார்கள். கிராஃபீன் குறுக்கே மின்னழுத்த வேறுபாடு எலக்ட்ரானிக் பட்டை கட்டமைப்பில் எலக்ட்ரான்கள் எவ்வாறு “பள்ளத்தாக்குகளில்” சிக்கியுள்ளன என்பதைக் கையாளும் வாலிட்ரானிக்ஸ்(Valleytronics) பயன்பாடுகளை எளிதாக்கும்.

வாலிட்ரானிக்ஸ் என்பது ஸ்பின்ட்ரோனிக்ஸ் தொடர்பானது, இதில் ஒரு சாதனத்தின் நினைவக பிட்கள் எலக்ட்ரானின் குவாண்டம் சுழல் நிலை மூலம் வரையறுக்கப்படுகிறது. ஆனால் வாலிட்ரானிக்ஸில், எலக்ட்ரான்கள் அவை ஆக்கிரமித்துள்ள பல உந்த நிலைகளில் கட்டின்மை அளவுகளைக் கொண்டுள்ளன. இவற்றை பிட்களாகவும் படிக்கலாம்.

கிராஃபீனின், வலிமையான கட்டமைப்புகளில் ஒன்றாக இருந்தாலும், இரசாயன நீராவி படிவுகளின் போது மேற்பரப்புடன் ஒட்டிக்கொள்வதால், கிராஃபீன் போதுமான நெகிழ்வுத்தன்மை கொண்டதாக இருப்பதால், இவை அனைத்தும் சாத்தியமாகும்.

“அடி மூலக்கூறு சிதைவை அளிக்கிறது, இது பொருள் மின்னணு கட்டமைப்பை மாற்றுகிறது மற்றும் அதன் ஒளியியல் பதில் அல்லது மின் கடத்துத்திறனை மாற்றுகிறது” என்று லாரன்ஸ் லிவர்மோர் தேசிய ஆய்வகத்தில் முதுகலை ஆராய்ச்சியாளரான யு கூறினார். “பொருளின் நெகிழ்வுத்தன்மைக்கு அப்பாற்பட்ட கூர்மையான அடி மூலக்கூறு அம்சங்களுக்கு, ஒருவர் பொருட்களில் குறைபாடுள்ள இடங்களை பொறியியலாளர் செய்யலாம், இது பொருள் பண்புகளில் இன்னும் கடுமையான மாற்றங்களை உருவாக்குகிறது.”

யாக்கோப்சன் இந்த செயல்முறையை ஒரு முட்டைக் கூட்டில் கிராஃபீன் தாளை வைப்பதற்கு ஒப்பிட்டார். கூட்டில் உள்ள புடைப்புகள் கிராஃபீனை சிதைத்து, மின் அல்லது காந்த உள்ளீடு இல்லாமல் கூட மின்காந்த புலத்தை உருவாக்கும் விதத்தில் வலியுறுத்துகிறது.

“அடி மூலக்கூறு வடிவங்களின் முடிவற்ற வடிவமைப்புகள் எண்ணற்ற ஒளியியல் சாதனங்களை உருவாக்க அனுமதிக்கின்றன, இது 2D எலக்ட்ரான் ஒளியியலை சாத்தியமாக்குகிறது” என்று யாகோப்சன் கூறினார். “இந்த தொழில்நுட்பம் பாரம்பரிய முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​2D மின்னணு சாதனங்களில் பொருள் கேரியர்களை கடத்துவதற்கான துல்லியமான மற்றும் திறமையான வழியாகும்.”

References:

• Lubner, C. E., Artz, J., Mulder, D. W., Oza, A., Ward, R., Williams, S. G., & King, P. (2022). A Site-Differentiated [4Fe-4S] Cluster Controls Electron Transfer Reactivity of Clostridium acetobutylicum [FeFe]-hydrogenase I. Chemical Science.
• Li, X., Wang, M., Wang, R., Shen, M., Wu, P., Fu, Z., & Zhang, L. (2022). A distinctive semiconductor-metalloid heterojunction: unique electronic structure and enhanced CO2 photoreduction activity. Journal of Colloid and Interface Science, 615, 821-830.
• Likharev, K. K. (1999). Single-electron devices and their applications. Proceedings of the IEEE, 87(4), 606-632.