دو جہتی الیکٹرائڈ مواد ایک امید افزا سپر کنڈکٹر بناتا ہے - فزکس ورلڈ

ایک نیا نظریاتی مطالعہ الیکٹرائڈز کے طور پر جانا جاتا مواد میں superconductivity اور "اضافی" الیکٹران کے درمیان تعلقات پر تازہ روشنی ڈالتا ہے. مطالعہ، ایلومینیم ہائیڈرائڈ کے monolayer پر، یہ ظاہر کرتا ہے کہ یہ مواد ایک اہم منتقلی درجہ حرارت کے ساتھ ایک روایتی سپر کنڈکٹر ہونا چاہئے T_C 38 K کا - آج تک اطلاع دی گئی تمام دو جہتی الیکٹرائڈز میں سب سے زیادہ معروف ٹرانزیشن سپر کنڈکٹنگ درجہ حرارت۔

الیکٹرائڈز ایک قسم کا غیر ملکی آئنک ٹھوس ہے جس میں کلاسیکی (ویلینس بانڈ) تھیوری سے توقع سے زیادہ الیکٹران ہوتے ہیں۔ یہ اضافی الیکٹران انٹرسٹیشل اینیونک الیکٹران (IAEs) کے نام سے جانے جاتے ہیں کیونکہ وہ کسی بھی ایٹم کے پابند نہیں ہیں۔ اس کے بجائے، وہ مواد کے کرسٹل لائن کے اندر خالی جگہوں میں پھنس گئے ہیں۔

تھیوری سے پتہ چلتا ہے کہ ان IAEs کو جوڑنا کسی مواد کی الیکٹرانک خصوصیات کو ماڈیول کرنے کا ایک نیا راستہ پیش کر سکتا ہے۔ ایک اور، اس سے بھی زیادہ پریشان کن امکان یہ ہے کہ IAEs کرسٹل جالی (فونونز) کے کمپن کے ساتھ "نارمل" الیکٹران کے مقابلے زیادہ مضبوطی سے تعامل کر سکتے ہیں، جو سپر کنڈکٹیوٹی کا باعث بنے گا۔

تاہم، آج تک مطالعہ کیے گئے زیادہ تر سپر کنڈکٹنگ الیکٹرائڈز بڑے پیمانے پر تین جہتی مواد ہیں، جو صرف بہت زیادہ دباؤ (سینکڑوں گیگاپاسکلز) یا بہت کم درجہ حرارت (10 K سے نیچے) پر سپر کنڈکٹنگ بنتے ہیں۔ یہ سپر کنڈکٹنگ کوانٹم مداخلت اور سنگل الیکٹران سپر کنڈکٹر کوانٹم ڈاٹ ڈیوائسز جیسے علاقوں میں ان کی ایپلی کیشنز کو محدود کرتا ہے۔

مزید امید افزا طور پر، محققین نے حال ہی میں دریافت کیا کہ دو جہتی (2D) الیکٹرائڈز سپر کنڈکٹرز کے طور پر بھی برتاؤ کر سکتے ہیں - اور عام دباؤ پر بھی۔ بدقسمتی سے، پہلے پڑھے گئے 2D الیکٹرائڈز اب بھی بہت کم ہیں۔ T_cs.

ایک نیا monolayer مواد

تازہ ترین کام میں، جیجن زاؤ اور ساتھیوں میں لیزر، آئن اور الیکٹران بیم کے ذریعے مواد میں تبدیلی کی کلیدی لیبارٹری پر ڈالیان یونیورسٹی آف ٹکنالوجی، چین نے ایلومینیم ہائیڈرائڈ (AlH₂) جس میں ایلومینیم کے ذریعہ فراہم کردہ اضافی اینیونک الیکٹران ایلومینیم کی جالی کے بیچوں میں قید ہیں۔ یہ 2D مواد IAEs اور جالی کے درمیان تعاملات کی بدولت مستحکم ہے۔

الیکٹران لوکلائزیشن فنکشن کے تجزیوں کا استعمال کرتے ہوئے، محققین نے پایا کہ ایلومینیم-ہائیڈروجن بانڈ ionic ہے اور ہر ہائیڈروجن ایٹم ہر ایلومینیم ایٹم سے تقریباً 0.9 الیکٹران حاصل کرتا ہے، جس سے تین والینس الیکٹران ضائع ہوتے ہیں۔ تاہم، چونکہ H^- anion مزید الیکٹرانوں کو ایڈجسٹ نہیں کر سکتا، ایلومینیم کی طرف سے فراہم کردہ کوئی بھی بقیہ الیکٹران جالی کے بیچوں میں ختم ہو جاتا ہے، جس کے نتیجے میں صفر جہتی الیکٹرائڈ حالت ہوتی ہے۔ مزید حسابات نے IAEs اور اس الیکٹرائڈ ریاست کی موجودگی کی تصدیق کی۔

سب سے زیادہ ٹی_c کسی بھی معروف 2D الیکٹرائڈ کے لیے

غیر متوقع طور پر، ڈالیان ٹیم نے یہ بھی پایا کہ ایلومینیم کے ذریعہ فراہم کردہ IAEs مواد کی سپر کنڈکٹیویٹی کے لیے ذمہ دار نہیں ہیں۔ زاؤ کا کہنا ہے کہ یہ "ہمارے کام کا ایک اور اختراعی نقطہ" ہے اور "اس کے برعکس جو سب سے پہلے معلوم سپر کنڈکٹنگ الیکٹرائڈز کے لیے دیکھا گیا ہے"۔ اس کے بجائے، یہ ہائیڈروجن ایٹم ہے '1s الیکٹران جو ایلومینیم کے فونونک کمپن کے ساتھ مضبوطی سے جوڑتے ہیں جو مواد کو ایک روایتی ("BCS") سپر کنڈکٹر بننے دیتے ہیں T_c 38 K

پیلیڈیم آکسائیڈز بہتر سپر کنڈکٹرز بنا سکتے ہیں۔

اور یہ سب کچھ نہیں تھا: محققین نے یہ بھی پایا کہ AlH پر 5٪ کا دو محوری تناؤ لگانا₂ اس میں اضافہ کر سکتے ہیں T_c 53 K تک۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ تناؤ IAEs کو گھومنے والے الیکٹرانوں میں تبدیل کرتا ہے، جو سپر کنڈکٹیوٹی کے لیے درکار مستحکم کوپر الیکٹران جوڑوں کی تشکیل کو فروغ دیتا ہے۔

"ہمارا نظریاتی مطالعہ IAEs کے درمیان تعلق، میزبان جالی کی متحرک استحکام اور AlH میں سپر کنڈکٹیویٹی کے بارے میں ایک متحد تصویر قائم کرتا ہے۔₂ monolayer،" ٹیم کے رکن Xue Jiang بتاتا ہے طبیعیات کی دنیا. "یہ 2D سپر کنڈکٹنگ الیکٹرائڈز کی جامع تفہیم کی طرف ایک اہم قدم پیش کرتا ہے، جس کے نتیجے میں، اعلی درجے کی نئی کلاسوں کی طرف نئی راہیں کھلتی ہیں۔T_c کم جہتی سپر کنڈکٹرز۔"

ڈیلین یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی ٹیم اب سپر کنڈکٹیوٹی یا دیگر غیر ملکی الیکٹرانک خصوصیات کے ساتھ کم جہتی مواد کی وسیع رینج پر توجہ مرکوز کر رہی ہے۔

کام کی تفصیل میں ہے۔ چینی طبیعیات کے خطوط.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/two-dimensional-electride-material-makes-a-promising-superconductor/