বিজ্ঞান ও কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যার বিজ্ঞানে "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" টুইস্টেড বাইলেয়ার গ্রাফিন (TBLG) নামক মোহর স্ট্রাইপ এবং ফ্ল্যাট বেল্টের আচরণ বিজ্ঞানীদের কাছ থেকে ব্যাপক আগ্রহ আকর্ষণ করেছে, যদিও অনেক বৈশিষ্ট্যই উত্তপ্ত বিতর্কের মুখোমুখি। সায়েন্স প্রোগ্রেস জার্নালে প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণায়, এমিলিও কোলেডো এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং জাপানের পদার্থবিদ্যা এবং পদার্থ বিজ্ঞান বিভাগের বিজ্ঞানীরা টুইস্টেড বাইলেয়ার গ্রাফিনে সুপারকন্ডাক্টিভিটি এবং সাদৃশ্য পর্যবেক্ষণ করেছেন। মট ইনসুলেটর স্টেটের একটি টুইস্ট অ্যাঙ্গেল প্রায় 0.93 ডিগ্রি। এই কোণটি পূর্ববর্তী গবেষণায় গণনা করা "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" কোণের (1.1°) চেয়ে 15% ছোট। এই গবেষণায় দেখা গেছে যে টুইস্টেড বাইলেয়ার গ্রাফিনের "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" পরিসর পূর্বের প্রত্যাশার চেয়ে বড়।
এই গবেষণাটি কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যায় প্রয়োগের জন্য টুইস্টেড বাইলেয়ার গ্রাফিনের শক্তিশালী কোয়ান্টাম ঘটনা বোঝার জন্য প্রচুর নতুন তথ্য সরবরাহ করে। পদার্থবিদরা "টুইস্ট্রনিক্স" কে সংজ্ঞায়িত করেছেন গ্রাফিনে মোইরে এবং ফ্ল্যাট ব্যান্ড তৈরি করার জন্য সংলগ্ন ভ্যান ডের ওয়েলস স্তরগুলির মধ্যে আপেক্ষিক টুইস্ট কোণ হিসাবে। এই ধারণাটি দ্বি-মাত্রিক উপকরণের উপর ভিত্তি করে বর্তমান প্রবাহ অর্জনের জন্য ডিভাইসের বৈশিষ্ট্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন এবং কাস্টমাইজ করার জন্য একটি নতুন এবং অনন্য পদ্ধতিতে পরিণত হয়েছে। গবেষকদের অগ্রণী কাজে "টুইস্ট্রনিক্স" এর অসাধারণ প্রভাব উদাহরণ হিসেবে দেখানো হয়েছে, এটি প্রমাণ করে যে যখন দুটি একক-স্তর গ্রাফিন স্তরকে θ=1.1±0.1° এর "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" টুইস্ট কোণে স্ট্যাক করা হয়, তখন একটি খুব সমতল ব্যান্ড দেখা যায়।
এই গবেষণায়, টুইস্টেড বাইলেয়ার গ্রাফিন (TBLG) তে, "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল"-এ সুপারল্যাটিসের প্রথম মাইক্রোস্ট্রিপ (কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য) এর অন্তরক পর্যায়টি আধা-ভরা ছিল। গবেষণা দল নির্ধারণ করেছে যে এটি একটি মট ইনসুলেটর (সুপারকন্ডাক্টিং বৈশিষ্ট্য সহ একটি অন্তরক) যা সামান্য বেশি এবং নিম্ন ডোপিং স্তরে সুপারকন্ডাক্টিভিটি প্রদর্শন করে। ফেজ ডায়াগ্রামটি সুপারকন্ডাক্টিং ট্রানজিশন তাপমাত্রা (Tc) এবং ফার্মি তাপমাত্রা (Tf) এর মধ্যে উচ্চ তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টর দেখায়। এই গবেষণাটি গ্রাফিন ব্যান্ড গঠন, টপোলজি এবং অতিরিক্ত "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" সেমিকন্ডাক্টর সিস্টেমের উপর ব্যাপক আগ্রহ এবং তাত্ত্বিক বিতর্কের দিকে পরিচালিত করে। মূল তাত্ত্বিক প্রতিবেদনের সাথে তুলনা করলে, পরীক্ষামূলক গবেষণা বিরল এবং এটি সবেমাত্র শুরু হয়েছে। এই গবেষণায়, দলটি "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" টুইস্টেড বাইলেয়ার গ্রাফিনের উপর ট্রান্সমিশন পরিমাপ পরিচালনা করেছে যা প্রাসঙ্গিক অন্তরক এবং সুপারকন্ডাক্টিং অবস্থা দেখায়।
০.৯৩ ± ০.০১ এর একটি অপ্রত্যাশিত বিকৃত কোণ, যা প্রতিষ্ঠিত "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" এর চেয়ে ১৫% ছোট, এটি এখন পর্যন্ত রিপোর্ট করা সবচেয়ে ছোট এবং এটি অতিপরিবাহী বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। এই ফলাফলগুলি ইঙ্গিত দেয় যে নতুন পারস্পরিক সম্পর্ক অবস্থা গ্রাফিনের প্রথম মাইক্রোস্ট্রিপের বাইরে "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" টুইস্টেড বাইলেয়ার গ্রাফিনে প্রদর্শিত হতে পারে, যা প্রাথমিক "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" এর চেয়ে কম। এই "ম্যাজিক হর্ন" টুইস্টেড বাইলেয়ার গ্রাফিন ডিভাইসগুলি তৈরি করতে, দলটি একটি "টিয়ার অ্যান্ড স্ট্যাক" পদ্ধতি ব্যবহার করেছে। ষড়ভুজাকার বোরন নাইট্রাইড (BN) স্তরগুলির মধ্যে কাঠামোটি ক্যাপসুলেটেড; হল রড জ্যামিতিতে প্যাটার্ন করা হয়েছে যেখানে একাধিক তার Cr/Au (ক্রোমিয়াম/সোনা) প্রান্তের যোগাযোগের সাথে সংযুক্ত রয়েছে। সম্পূর্ণ "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" টুইস্টেড বাইলেয়ার গ্রাফিন ডিভাইসটি পিছনের গেট হিসাবে ব্যবহৃত গ্রাফিন স্তরের উপরে তৈরি করা হয়েছিল।
পাম্প করা HE4 এবং HE3 ক্রায়োস্ট্যাটে ডিভাইস পরিমাপ করার জন্য বিজ্ঞানীরা স্ট্যান্ডার্ড ডাইরেক্ট কারেন্ট (DC) এবং অল্টারনেটিং কারেন্ট (AC) লকিং কৌশল ব্যবহার করেন। দলটি ডিভাইসের অনুদৈর্ঘ্য প্রতিরোধ (Rxx) এবং বর্ধিত গেট ভোল্টেজ (VG) পরিসরের মধ্যে সম্পর্ক রেকর্ড করে এবং 1.7K তাপমাত্রায় চৌম্বক ক্ষেত্র B গণনা করে। "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" টুইস্টেড বাইলেয়ার গ্রাফিন ডিভাইসের একটি অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্য হিসাবে ছোট ইলেকট্রন-গর্তের অসামঞ্জস্যতা দেখা গেছে। পূর্ববর্তী প্রতিবেদনগুলিতে যেমন দেখা গেছে, দলটি এই ফলাফলগুলি রেকর্ড করেছে এবং এখন পর্যন্ত সুপারকন্ডাক্টিং করা প্রতিবেদনগুলি বিস্তারিতভাবে বর্ণনা করেছে। বৈশিষ্ট্যযুক্ত "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" বাইলেয়ার গ্রাফিন ডিভাইসের ন্যূনতম টর্শন কোণকে মোচড় দেয়। ল্যান্ডাউ ফ্যান চার্টের ঘনিষ্ঠ পরীক্ষা-নিরীক্ষার মাধ্যমে, গবেষকরা কিছু উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্য অর্জন করেছেন।
উদাহরণস্বরূপ, অর্ধেক ভরাটের সময় সর্বোচ্চ তাপমাত্রা এবং ল্যান্ডাউ স্তরের দ্বিগুণ অবক্ষয় পূর্বে পর্যবেক্ষণ করা মোমেন্ট-সদৃশ অন্তরণ অবস্থার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। দলটি আনুমানিক স্পিন ভ্যালি SU(4) এর প্রতিসাম্যের বিরতি এবং একটি নতুন কোয়াসি-কণা ফার্মি পৃষ্ঠের গঠন দেখিয়েছে। তবে, বিশদ বিবরণের জন্য আরও বিশদ পরিদর্শন প্রয়োজন। সুপারকন্ডাক্টিভিটির উপস্থিতিও লক্ষ্য করা গেছে, যা পূর্ববর্তী গবেষণার মতোই Rxx (অনুদৈর্ঘ্য প্রতিরোধ) বৃদ্ধি করেছে। এরপর দলটি সুপারকন্ডাক্টিং পর্যায়ের সমালোচনামূলক তাপমাত্রা (Tc) পরীক্ষা করে। যেহেতু এই নমুনায় সুপারকন্ডাক্টরের সর্বোত্তম ডোপিংয়ের জন্য কোনও তথ্য পাওয়া যায়নি, তাই বিজ্ঞানীরা ধরে নিয়েছেন যে 0.5K পর্যন্ত সমালোচনামূলক তাপমাত্রা রয়েছে। তবে, এই ডিভাইসগুলি অকার্যকর হয়ে পড়ে যতক্ষণ না তারা সুপারকন্ডাক্টিং অবস্থা থেকে স্পষ্ট তথ্য পেতে সক্ষম হয়। সুপারকন্ডাক্টিং অবস্থা আরও তদন্ত করার জন্য, গবেষকরা বিভিন্ন বাহক ঘনত্বে ডিভাইসের চার-টার্মিনাল ভোল্টেজ-কারেন্ট (VI) বৈশিষ্ট্য পরিমাপ করেছেন।
প্রাপ্ত প্রতিরোধ দেখায় যে সুপারকারেন্ট একটি বৃহত্তর ঘনত্বের পরিসরে পর্যবেক্ষণ করা হয় এবং সমান্তরাল চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করলে সুপারকারেন্টের দমন দেখায়। গবেষণায় পর্যবেক্ষণ করা আচরণ সম্পর্কে অন্তর্দৃষ্টি পেতে, গবেষকরা বিস্ট্রিটজার-ম্যাকডোনাল্ড মডেল এবং উন্নত পরামিতি ব্যবহার করে "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" টুইস্টেড বাইলেয়ার গ্রাফিন ডিভাইসের মোয়ার ব্যান্ড কাঠামো গণনা করেছেন। "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" কোণের পূর্ববর্তী গণনার তুলনায়, গণনা করা নিম্ন শক্তি মোয়ার ব্যান্ডটি উচ্চ শক্তি ব্যান্ড থেকে বিচ্ছিন্ন নয়। যদিও ডিভাইসের টুইস্ট অ্যাঙ্গেল অন্যত্র গণনা করা "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" কোণের চেয়ে ছোট, ডিভাইসটিতে এমন একটি ঘটনা রয়েছে যা পূর্ববর্তী গবেষণার (মর্ট ইনসুলেশন এবং সুপারকন্ডাক্টিভিটি) সাথে দৃঢ়ভাবে সম্পর্কিত, যা পদার্থবিদরা অপ্রত্যাশিত এবং সম্ভাব্য বলে মনে করেছেন।
বৃহৎ ঘনত্বের (প্রতিটি শক্তিতে উপলব্ধ অবস্থার সংখ্যা) আচরণ আরও মূল্যায়ন করার পর, বিজ্ঞানীদের দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা বৈশিষ্ট্যগুলি নতুন উদীয়মান সংশ্লিষ্ট অন্তরক অবস্থার সাথে সম্পর্কিত। ভবিষ্যতে, অন্তরকের অদ্ভুত অবস্থা বোঝার জন্য এবং কোয়ান্টাম স্পিন তরল হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে কিনা তা নির্ধারণ করার জন্য ঘনত্বের অবস্থার (DOS) আরও বিশদ অধ্যয়ন পরিচালিত হবে। এইভাবে, বিজ্ঞানীরা একটি ছোট মোচড় কোণ (0.93°) সহ একটি বাঁকানো দ্বিস্তর গ্রাফিন ডিভাইসে মক্স-সদৃশ অন্তরক অবস্থার কাছাকাছি সুপারকন্ডাক্টিভিটি পর্যবেক্ষণ করেছেন। এই গবেষণাটি দেখায় যে এত ছোট কোণ এবং উচ্চ ঘনত্বের ক্ষেত্রেও, মোইরের বৈশিষ্ট্যের উপর ইলেকট্রন পারস্পরিক সম্পর্কের প্রভাব একই। ভবিষ্যতে, অন্তরক পর্যায়ের স্পিন উপত্যকাগুলি অধ্যয়ন করা হবে এবং কম তাপমাত্রায় একটি নতুন সুপারকন্ডাক্টিং পর্যায় অধ্যয়ন করা হবে। এই আচরণের উৎপত্তি বোঝার জন্য তাত্ত্বিক প্রচেষ্টার সাথে পরীক্ষামূলক গবেষণা একত্রিত করা হবে।
পোস্টের সময়: অক্টোবর-০৮-২০১৯