अध्ययन में सुपरमायर लैटिस के संरेखण को सटीक रूप से नियंत्रित करने की तकनीक ढूंढी गई

कैलिफ़ोर्निया (एएनआई): एनयूएस वैज्ञानिकों ने सुनहरे नियमों के एक सेट का उपयोग करके सुपरमोयर लैटिस के संरेखण को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए एक तकनीक तैयार की है, जो अगली पीढ़ी के मायर क्वांटम पदार्थ की उन्नति का द्वार प्रशस्त करती है।

मोइर पैटर्न तब बनते हैं जब दो समान आवधिक संरचनाएं एक सापेक्ष मोड़ कोण के साथ स्तरित होती हैं या जब दो अलग-अलग आवधिक संरचनाएं एक मोड़ कोण के साथ या उसके बिना मढ़ा जाती हैं।

मोड़ कोण दो संरचनाओं के क्रिस्टलोग्राफिक झुकावों द्वारा निर्मित कोण है। जब ग्राफीन और हेक्सागोनल बोरान नाइट्राइड (एचबीएन), दोनों स्तरित सामग्री, एक-दूसरे पर रखी जाती हैं, तो दोनों परतों में परमाणु ठीक से पंक्तिबद्ध नहीं होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप हस्तक्षेप फ्रिंज का एक मोइरे पैटर्न बनता है।

परिणामस्वरूप, एक इलेक्ट्रॉनिक पुनर्निर्माण उत्पन्न होता है। ग्राफीन और एचबीएन में मोइरे पैटर्न का उपयोग करके टोपोलॉजिकल धाराएं और हॉफस्टैटर तितली राज्य बनाए गए हैं।

जब दो मोइरे पैटर्न को एक दूसरे के ऊपर ढेर कर दिया जाता है, तो एक नई संरचना बनती है जिसे सुपरमोइरे जाली के रूप में जाना जाता है। मानक एकल मोइरे सामग्रियों की तुलना में, यह सुपरमोइरे जाली समायोज्य सामग्री गुणों की सीमा को विस्तृत करती है, जिससे इसे अनुप्रयोगों की काफी व्यापक श्रेणी में उपयोग करने की अनुमति मिलती है।

एनयूएस भौतिकी विभाग के प्रोफेसर एरियांडो ने एक शोध दल का नेतृत्व किया जिसने एचबीएन/ग्राफीन/एचबीएन सुपरमोइरे जाली के नियंत्रित संरेखण को सफलतापूर्वक हासिल किया। यह दृष्टिकोण दो मोइरे पैटर्न को एक दूसरे के ऊपर सटीक रूप से रखने में सक्षम बनाता है।

इस बीच, शोधकर्ताओं ने अपनी सुपरमोइरे जाली निर्माण तकनीक के उपयोग का मार्गदर्शन करने के लिए "तीन का सुनहरा नियम" विकसित किया। हालाँकि, ग्राफीन सुपरमोइरे जाली बनाने में तीन प्रमुख बाधाएँ हैं।

सबसे पहले, मानक ऑप्टिकल संरेखण ग्राफीन के सीधे किनारों पर बहुत अधिक निर्भर करता है, लेकिन एक उपयुक्त ग्राफीन परत ढूंढना समय लेने वाली और श्रम-गहन है; दूसरा, सीधे-धार वाले ग्राफीन नमूने के साथ भी, इसके किनारे की चिरलिटी और जाली समरूपता की अनिश्चितता के कारण एक डबल-संरेखित सुपरमोइरे जाली प्राप्त करने की संभावना 1/8 है।

तीसरा, जबकि किनारे की चिरैलिटी और जाली समरूपता की पहचान की जा सकती है, दो अलग-अलग जाली सामग्रियों को संरेखित करने की भौतिक कठिनाई के कारण संरेखण त्रुटियां अक्सर काफी (0.5 डिग्री से अधिक) पाई जाती हैं।

शोध पत्र के प्रमुख लेखक डॉ. जुनक्सिओनग हू ने कहा, “हमारी तकनीक वास्तविक जीवन की समस्या को हल करने में मदद करती है। कई शोधकर्ताओं ने मुझे बताया है कि एक नमूना बनाने में आमतौर पर लगभग एक सप्ताह का समय लगता है। हमारी तकनीक से, वे न केवल निर्माण समय को काफी कम कर सकते हैं, बल्कि नमूने की सटीकता में भी काफी सुधार कर सकते हैं।

शीर्ष एचबीएन और ग्राफीन परतों के संरेखण को नियंत्रित करने के लिए शोधकर्ता शुरुआत में "30° रोटेशन तकनीक" का उपयोग करते हैं। फिर वे शीर्ष एचबीएन और निचली एचबीएन परतों के संरेखण को नियंत्रित करने के लिए "फ्लिप-ओवर तकनीक" का उपयोग करते हैं।

इन दो तरीकों के आधार पर, वे जाली समरूपता को नियंत्रित कर सकते हैं और ग्राफीन सुपरमोइरे जाली की बैंड संरचना को ट्यून कर सकते हैं। उन्होंने यह भी दिखाया है कि पड़ोसी ग्रेफाइट किनारा स्टैकिंग संरेखण के लिए एक मार्गदर्शक के रूप में कार्य कर सकता है। इस अध्ययन में, उन्होंने 0.2 डिग्री से बेहतर सटीकता के साथ 20 मोइरे नमूने तैयार किए हैं।

प्रोफ़ेसर एरियांडो ने कहा, “हमने अपनी तकनीक के लिए तीन सुनहरे नियम स्थापित किए हैं जो द्वि-आयामी सामग्री समुदाय में कई शोधकर्ताओं की मदद कर सकते हैं। मैजिक-एंगल ट्विस्टिंग बाइलेयर ग्राफीन या एबीसी-स्टैकिंग मल्टीलेयर ग्राफीन जैसी अन्य दृढ़ता से सहसंबद्ध प्रणालियों में काम करने वाले कई वैज्ञानिकों को भी हमारे काम से लाभ होने की उम्मीद है। इस तकनीकी सुधार के माध्यम से, मुझे उम्मीद है कि यह मोइरे क्वांटम पदार्थ की अगली पीढ़ी के विकास को गति देगा। (एएनआई)