कार्बन परमाणुओं का एक भूलभुलैया चलाने के लिए मजबूर किया गया, जो कि ट्विस्टेड स्टैक में विशिष्ट रूप से व्यवस्थित है, इलेक्ट्रॉनों कुछ बल्कि अजीबोगरीब चीजें करते हैं।
कनाडा में ब्रिटिश कोलंबिया विश्वविद्यालय के शोधकर्ता, वाशिंगटन विश्वविद्यालय और अमेरिका में जॉन्स हॉपकिंस विश्वविद्यालय, और जापान में राष्ट्रीय सामग्री विज्ञान संस्थान हाल ही में ग्राफीन की परतों के माध्यम से बहने वाली धाराओं की गतिशीलता में एक अजीब नए राज्य की खोज की।
निष्कर्ष इस बात की पुष्टि करते हैं कि क्रिस्टलीय व्यवस्था में निचोड़ा जाने पर इलेक्ट्रॉनों को कैसे व्यवहार करना चाहिए, और क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए विश्वसनीय दृष्टिकोण प्राप्त करने या कमरे-तापमान सुपरकंडक्शन को विकसित करने के तरीके प्रकट करने के बारे में नए विचारों में योगदान कर सकते हैं।
“इस काम के लिए शुरुआती बिंदु ग्राफीन के दो गुच्छे हैं, जो एक हनीकॉम्ब संरचना में व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं से बने होते हैं,” अध्ययन के वरिष्ठ लेखक जोशुआ फोक, ब्रिटिश कोलंबिया विश्वविद्यालय में एक संघनित पदार्थ भौतिक विज्ञानी कहते हैं।
“जिस तरह से कार्बन परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉन हॉप ग्राफीन के विद्युत गुणों को निर्धारित करते हैं, जो कि कॉपर जैसे अधिक सामान्य कंडक्टरों के समान सतही रूप से समाप्त होता है।”
ग्राफीन को हाल के दशकों में एक आश्चर्य सामग्री के कुछ के रूप में देखा गया है, कार्बन परमाणुओं की इसकी जाली एक तरह से जुड़ी हुई है जो क्वांटम चेकर्स के खेल में टोकन की तरह छलांग लगाने के लिए अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देती है।
भौतिकविदों ने लगातार इस खेल के नियमों को झुका दिया है, प्रतिरोध के गुणों को बदलने या विदेशी राज्यों में समन्वय करने के लिए नए और असामान्य तरीके खोजने के लिए। इन कारणों से, ग्राफीन कम प्रतिरोध चालकता पर सुराग खोजने या विभिन्न क्वांटम प्रभावों की सीमाओं का परीक्षण करने के लिए एक आदर्श खेल का मैदान बन गया है।
ऐसा ही एक प्रभाव इलेक्ट्रॉनों का एक ‘ठंड’ है, जो प्रतिबंधित पदों पर, प्रभावी रूप से उन्हें एक बहने वाले तरल-जैसे द्रव्यमान से संरचना के साथ कुछ में बदल देता है। एक विग्नर क्रिस्टल के रूप में जाना जाता है, इलेक्ट्रॉनों के इस चरण में विशेषता आकृतियाँ हैं और व्यवहार शोधकर्ताओं ने सोचा था कि वे अच्छी तरह से समझते हैं।
प्रयोगों के इस रन में, शोधकर्ताओं ने ग्राफीन के एकल-एटम शीट के ढेर को एक तरह से घुमाया, जिसने अनबंडेड कार्बन परमाणुओं को एक moiré (उच्चारण MWA-रे) प्रभाव के रूप में वर्णित करने के लिए मजबूर किया।
Moiré प्रभाव हमारे दिन-प्रतिदिन की दुनिया में खोजना मुश्किल नहीं है। मेष या स्क्रीन के ढेर में देखा गया, वे दोहराए जाने वाले लाइनों, हलकों, या घटता के रूप में दिखाई देते हैं, जो अंधेरे और प्रकाश में विरोधाभास के रूप में मेष संयोजन या रद्द करते हैं।
केवल इस मामले में, ट्विस्टेड ग्राफीन में विपरीत संरचनाएं इलेक्ट्रॉन की ज्यामिति के साथ कहर खेलती हैं, या जिसे इसके परिदृश्य की टोपोलॉजी के रूप में संदर्भित किया जाता है। परिणाम इलेक्ट्रॉन की गति में एक बदलाव है, कुछ भी एक मोड़ विकसित करता है क्योंकि वे सामग्री के किनारों के साथ चलते हैं।
“यह टॉपोलॉजिकल इलेक्ट्रॉनिक क्रिस्टल के एक विरोधाभासी व्यवहार की ओर जाता है, जो अतीत के पारंपरिक विग्नर क्रिस्टल में नहीं देखा जाता है – क्रिस्टल को एक आदेशित सरणी में ठंड इलेक्ट्रॉनों पर बनाने के बावजूद, यह फिर भी अपनी सीमाओं के साथ बिजली का संचालन कर सकता है,” फोक कहते हैं।
यह इलेक्ट्रॉन व्यवहार के इस विचित्र नए दायरे में है कि अजीब गतिविधियाँ उभरती हैं, जैसे कि क्वांटम हॉल प्रभाव के रूप में जाना जाने वाला प्रतिरोध का परिमाणीकरण।
इस तरह की टोपोलॉजिकल गतिविधि के नए राज्य भौतिकविदों के लिए एक संभावित सोने की खान हैं, जो क्वांटम कंप्यूटिंग इकाइयों को बनाने के तरीकों का पता लगाने के लिए उत्सुक हैं, जिन्हें क्वबिट्स के रूप में जाना जाता है जो मौलिक कणों के आधार पर पारंपरिक प्रकार की तुलना में अधिक प्रतिरोधी हैं।
एक मीटर के इलेक्ट्रॉन में ग्राफीन के संकीर्ण ढेर का विरोध करनाöBIUS स्ट्रिप केवल शुरुआत हो सकती है। इस पैमाने पर ज्यामिति को सभी प्रकार के मुड़ नए भौतिकी के साथ इलेक्ट्रॉन क्वासिपार्टिकल्स का एक विचित्र चिड़ियाघर देने के लिए सिद्धांत दिया गया है।
यह शोध प्रकाशित किया गया था प्रकृति।
