গ্রাফিন স্যান্ডউইচের মধ্যে থেকে নোবেল গ্যাস পরমাণুর স্ন্যাপশট বের হয় - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

ভিয়েনা, অস্ট্রিয়া এবং হেলসিঙ্কি, ফিনল্যান্ডের বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীরা গ্রাফিনের দুটি স্তর থেকে তৈরি একটি "স্যান্ডউইচ" এ বন্দী করে কক্ষ-তাপমাত্রার মহৎ গ্যাস পরমাণুর ক্লাস্টারগুলির প্রথম সরাসরি চিত্র ধারণ করেছেন। একটি ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে নেওয়া, চিত্রগুলি মৌলিক ঘনীভূত বিষয় পদার্থবিজ্ঞান গবেষণায় সহায়তা করতে পারে এবং কোয়ান্টাম প্রযুক্তিতে অ্যাপ্লিকেশন থাকতে পারে।

নেতৃত্বে পদার্থবিদ জানি কোটাকোস্কি, দলটি অধ্যয়ন করার সময় চিত্রগুলি প্রাপ্ত করেছে কীভাবে বিকিরণ গ্রাফিনের বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিবর্তন করে (কার্বনের একটি শীট মাত্র একটি পরমাণুর পুরু) এবং দুর্বল ভ্যান ডের ওয়ালস মিথস্ক্রিয়া দ্বারা একসাথে রাখা অন্যান্য দ্বি-মাত্রিক পদার্থ। বিজ্ঞানীরা লক্ষ্য করেছেন যে যখন তারা মাল্টিলেয়ার গ্রাফিনের একটি নমুনাকে বিকিরণ করতে মহৎ গ্যাস আয়ন ব্যবহার করে, তখন আয়নগুলি উপাদানের দুটি শীটের মধ্যে আটকে যেতে পারে। এটি ঘটানোর জন্য, বিকিরণকারী আয়নগুলির শক্তি ঠিক থাকতে হবে: প্রথম শীটটি অতিক্রম করার জন্য যথেষ্ট দ্রুত, কিন্তু দ্বিতীয়টি নয়।

"আমরা বহু-স্তরযুক্ত কাঠামোর মধ্যে মহৎ গ্যাস আয়ন স্থাপন করে এটি করতে সফল হয়েছি," দলের সদস্য ব্যাখ্যা করেছেন ম্যানুয়েল ল্যাঙ্গেল, যারা শুরু করেছিল 2017 সালের শেষের দিকে তার মাস্টার্স থিসিসের সময় এই প্রকল্পে কাজ করছেন. "যদি আমরা পাঁচ-স্তরটিতে ইমপ্লান্ট করা আয়নগুলি খুঁজে পাই তবে একটি দুই-স্তর নমুনা নয়, আমরা জানি যে শক্তিটি খুব বেশি।"

তাদের কাজ, যা প্রকাশিত হয় প্রকৃতি উপকরণ, গবেষকরা স্ক্যানিং ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (STEM) ব্যবহার করে ক্রিপ্টন এবং জেনন আয়ন ক্লাস্টার অধ্যয়ন করেছেন। তারা দেখতে পেয়েছে যে ক্রিপ্টন-বিকিরণিত নমুনার জন্য, দুটি গ্রাফিন স্তরের মধ্যে সফল ইমপ্লান্টেশন 60 eV এ ঘটেছে। জেনন-বিকিরণিত নমুনার জন্য, "মিষ্টি স্পট" ছিল 55 eV এবং 65 eV এর মধ্যে।

ঘনবসতিপূর্ণ দ্বি-মাত্রিক ন্যানোক্লাস্টার

যেহেতু মহৎ গ্যাসগুলি বেশিরভাগই জড় এবং কদাচিৎ রাসায়নিক বন্ধন তৈরি করে, পরমাণুগুলি তাদের গ্রাফিন স্যান্ডউইচের মধ্যে অবাধে চলাফেরা করতে পারে। নির্দিষ্ট অঞ্চলে, তবে, দুই বা ততোধিক পরমাণু একত্রিত হতে পারে এবং নিয়মিত, ঘন-বস্তাযুক্ত দ্বি-মাত্রিক ন্যানোক্লাস্টার গঠন করতে পারে। এই ন্যানোক্লাস্টারগুলি খুব দুর্বলভাবে ইন্টারঅ্যাক্টিং সিস্টেমগুলির অধ্যয়নের জন্য একটি দুর্দান্ত টেস্টবেড তৈরি করে।

গবেষকরা দেখেছেন যে 100টি পর্যন্ত পরমাণু নিয়ে গঠিত জেননের ক্লাস্টারগুলি কঠিন সিস্টেমের মতো আচরণ করে তবে 16টির মতো পরমাণু সমন্বিত ক্রিপ্টন ক্লাস্টারগুলি কখনও কখনও তরল-সদৃশ আচরণ দেখায়। যদিও তারা এখনও বুঝতে পারে না কেন, তারা বলে যে অনুসন্ধানটি এনক্যাপসুলেটেড ভ্যান ডার ওয়াল উপকরণের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে অধ্যয়নের একটি নতুন ক্ষেত্র খুলতে পারে।

একক পরমাণু গ্রাফিন স্যান্ডউইচের ভিতরে সাঁতার কাটে

 Längle অনুযায়ী এবং কোটাকোস্কি, এই কাঠামোর জন্য অ্যাপ্লিকেশন বর্তমানে ভবিষ্যদ্বাণী করা কঠিন. যাইহোক, যেহেতু নোবেল গ্যাসগুলি নিয়মিতভাবে আলোর উত্স এবং লেজারগুলিতে নিযুক্ত করা হয়, তাই কোয়ান্টাম তথ্য প্রযুক্তিতে তাদের কিছু ভবিষ্যতের ব্যবহার হতে পারে।

 এগিয়ে খুঁজছেন, ভিয়েনা-হেলসিঙ্কি দল এখন বিভিন্ন তাপমাত্রা এবং চাপে পরীক্ষাগুলি পুনরাবৃত্তি করার পরিকল্পনা করেছে। "আমরা গ্যাসের মিশ্রণগুলি অধ্যয়ন করার এবং হেক্সাগোনাল বোরন নাইট্রাইড (কখনও কখনও 'গ্রাফিনের কাজিন' বলা হয়)) বা বহু-স্তরযুক্ত কাঠামোর মতো বিভিন্ন দ্বি-মাত্রিক উপাদানগুলি দেখার পরিকল্পনা করি," ল্যাঙ্গল বলে ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড.