পেনসিলের শিসকে ইলেক্ট্রনিক সোনায় রূপান্তর

এমআইটি গবেষকরা একটি সুনির্দিষ্ট ক্রমে পেনসিলের শিসে প্রাপ্ত গ্রাফাইটের পাঁচটি গ্রাফিন স্তর পরপর সাজিয়ে গ্রাফাইটের অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি আবিষ্কার করেছেন। এই পেন্টালেয়ার রম্বোহেড্রাল স্ট্যাকড গ্রাফিন অন্তরক, চৌম্বকীয় বা টপোলজিকাল বৈশিষ্ট্য প্রকাশ করতে পারে। গ্রাফাইট গ্রাফিন দ্বারা গঠিত, যা কার্বন পরমাণুর একটি একক স্তর ষড়ভুজে সাজানো একটি মৌচাকের কাঠামোর মতো। প্রায় ২০ বছর আগে থেকে গ্রাফিন গবেষণার কেন্দ্রবিন্দু হয়েছে। তারপরে প্রায় পাঁচ বছর আগে এমআইটি-এর একটি গবেষকদল আবিষ্কার করেছিলেন যে গ্রাফিনের পৃথক শীটগুলিকে স্ট্যাক করে এবং একে অপরের সাথে সামান্য কোণে মোচড় দিলে, সুপারকন্ডাক্টিভিটি থেকে চুম্বকত্ব পর্যন্ত উপাদানগুলিতে নতুন বৈশিষ্ট্য সরবরাহ করতে পারে। “টুইস্ট্রোনিক্স” এর ক্ষেত্রটি জন্মগ্রহণ করেছিল।
মেটিরিয়াল রিসার্চ ল্যাবরেটরির জু এবং তার সহকর্মীরা আবিষ্কার করেছিলেন যে আদৌ মোচড় না দিয়ে একটি নির্দিষ্ট ক্রমে সাজানো গ্রাফিনের পাঁচটি স্তরে উপাদানের ভিতরে ঘুরতে থাকা ইলেকট্রনগুলিকে একে অপরের সাথে যোগাযোগ রক্ষা করে যা ইলেকট্রন কো-রিলেশন নামে পরিচিত। এই ধর্মের জন্যই উপাদানের নানা বৈশিষ্ট্য প্রকাশ পায়। জু-এর তৈরি করা মাইক্রোস্কোপ স্ক্যাটারিং-টাইপ স্ক্যানিং নিয়ারফিল্ড অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপি, বা s-SNOM নামে পরিচিত, বিজ্ঞানীরা তাদের আগ্রহী রম্বোহেড্রাল স্ট্যাকিং অর্ডারে শুধুমাত্র পেন্টালেয়ারগুলিকে চিহ্নিত করতে এবং বিচ্ছিন্ন করার অনুমতি দেয়।
এরপর, দলটি বোরন নাইট্রাইডের মধ্যে স্ট্যাক করা পেন্টালেয়ার রম্বোহেড্রাল গ্রাফিন ইলেক্ট্রোডগুলি এমনভাবে রাখেন যেন বোরন নাইট্রাইড স্যান্ডউইচের রুটি যার মধ্যে মাংসের মতো গ্রাফিন রাখা থাকে। ইলেক্ট্রোড বিভিন্ন ভোল্টেজ বা বিদ্যুতের পরিমাণের সাথে সিস্টেমটির ভারসাম্য রাখে। এর ফলে সিস্টেমে প্লাবিত ইলেকট্রনের সংখ্যার উপর নির্ভর করে তিনটি ভিন্ন ঘটনার উত্থান হয়। জু বলেছেন তারা খুঁজে পেয়েছেন যে উপাদানটি অন্তরক, চৌম্বকীয় বা টপোলজিকাল হতে পারে। টপোলজিকাল কিছুটা কন্ডাক্টর এবং ইনসুলেটর উভয়ের সাথে সম্পর্কিত। তিনি ব্যাখ্যা করেন, একটি টপোলজিকাল উপাদান তার প্রান্তের চারপাশে ইলেকট্রনগুলির নিরবচ্ছিন্ন চলাচলের অনুমতি দেয়, তবে মাঝখানে চলাচল করতে দেয় না।ইলেকট্রনগুলি যেন একটি “হাইওয়ে” বরাবর এক দিক দিয়ে ভ্রমণ করে, উপাদানটির প্রান্তগুলি মধ্যক দ্বারা পৃথক যা উপাদানটির কেন্দ্র তৈরি করে। ফলে একটি টপোলজিক্যাল উপাদানের প্রান্তটি একটি নিখুঁত পরিবাহী, আর কেন্দ্রটি একটি অন্তরক।
তাদের কাজ রম্বোহেড্রাল স্ট্যাকড মাল্টিলেয়ার গ্রাফিনকে দৃঢ়ভাবে পারস্পরিক সম্পর্কযুক্ত এবং টপোলজিকাল পদার্থবিদ্যার এই নতুন সম্ভাবনাগুলি অধ্যয়ন করার জন্য একটি উচ্চ টিউনযোগ্য প্ল্যাটফর্ম হিসাবে প্রতিষ্ঠা করেছেন বলে জু এবং তার সহলেখকরা নেচার ন্যানোটেকনলজি-তে জানিয়েছেন।