বিজ্ঞান এবং কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যায় মোহর স্ট্রাইপ এবং ফ্ল্যাট বেল্টের আচরণ যাকে "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" টুইস্টেড বিলেয়ার গ্রাফিন (TBLG) বলা হয় বিজ্ঞানীদের কাছ থেকে প্রচুর আগ্রহ আকর্ষণ করেছে, যদিও অনেক বৈশিষ্ট্য উত্তপ্ত বিতর্কের মুখোমুখি হয়েছে। সায়েন্স প্রগ্রেস জার্নালে প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণায়, এমিলিও কোলেডো এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং জাপানের পদার্থবিদ্যা এবং পদার্থ বিজ্ঞান বিভাগের বিজ্ঞানীরা বাঁকানো বিলেয়ার গ্রাফিনে সুপারকন্ডাক্টিভিটি এবং সাদৃশ্য পর্যবেক্ষণ করেছেন। মট ইনসুলেটর রাজ্যের প্রায় 0.93 ডিগ্রী একটি মোচড় কোণ রয়েছে। এই কোণটি আগের গবেষণায় গণনা করা "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" কোণ (1.1°) থেকে 15% ছোট। এই গবেষণাটি দেখায় যে পেঁচানো বিলেয়ার গ্রাফিনের "জাদু কোণ" পরিসর পূর্বে প্রত্যাশিত থেকে বড়।
এই অধ্যয়নটি কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যায় প্রয়োগের জন্য টুইস্টেড বিলেয়ার গ্রাফিনে শক্তিশালী কোয়ান্টাম ঘটনা বোঝার জন্য প্রচুর নতুন তথ্য সরবরাহ করে। পদার্থবিদরা "টুইস্ট্রোনিক্স" কে সংজ্ঞায়িত করেন সংলগ্ন ভ্যান ডার ওয়ালস স্তরগুলির মধ্যে আপেক্ষিক মোচড়ের কোণ হিসাবে গ্রাফিনে মোয়ার এবং সমতল ব্যান্ড তৈরি করতে। বর্তমান প্রবাহ অর্জনের জন্য দ্বি-মাত্রিক উপকরণের উপর ভিত্তি করে ডিভাইসের বৈশিষ্ট্যগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন এবং কাস্টমাইজ করার জন্য এই ধারণাটি একটি নতুন এবং অনন্য পদ্ধতি হয়ে উঠেছে। "টুইস্ট্রোনিক্স"-এর উল্লেখযোগ্য প্রভাব গবেষকদের অগ্রগামী কাজের উদাহরণ দেওয়া হয়েছিল, এটি প্রমাণ করে যে যখন দুটি একক-স্তর গ্রাফিন স্তর θ=1.1±0.1° এর একটি "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" টুইস্ট কোণে স্ট্যাক করা হয়, তখন একটি খুব সমতল ব্যান্ড দেখা যায়। .
এই গবেষণায়, টুইস্টেড বিলেয়ার গ্রাফিনে (TBLG), "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" এ সুপারলেটিসের প্রথম মাইক্রোস্ট্রিপ (স্ট্রাকচারাল ফিচার) এর অন্তরক পর্যায়টি আধা-ভরা ছিল। গবেষণা দলটি নির্ধারণ করেছে যে এটি একটি মট ইনসুলেটর (অতিপরিবাহী বৈশিষ্ট্য সহ একটি অন্তরক) যা সামান্য উচ্চতর এবং নিম্ন ডোপিং স্তরে সুপারকন্ডাক্টিভিটি প্রদর্শন করে। ফেজ ডায়াগ্রাম সুপারকন্ডাক্টিং ট্রানজিশন তাপমাত্রা (Tc) এবং ফার্মি তাপমাত্রা (Tf) এর মধ্যে উচ্চ তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টর দেখায়। এই গবেষণাটি গ্রাফিন ব্যান্ড গঠন, টপোলজি এবং অতিরিক্ত "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" সেমিকন্ডাক্টর সিস্টেমের উপর ব্যাপক আগ্রহ এবং তাত্ত্বিক বিতর্কের দিকে পরিচালিত করে। মূল তাত্ত্বিক প্রতিবেদনের সাথে তুলনা করে, পরীক্ষামূলক গবেষণা বিরল এবং সবেমাত্র শুরু হয়েছে। এই গবেষণায়, দলটি "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" বাঁকানো বিলেয়ার গ্রাফিনের উপর ট্রান্সমিশন পরিমাপ করেছে যা প্রাসঙ্গিক অন্তরক এবং সুপারকন্ডাক্টিং স্টেটগুলি দেখায়।
0.93 ± 0.01 এর একটি অপ্রত্যাশিতভাবে বিকৃত কোণ, যা প্রতিষ্ঠিত "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" থেকে 15% ছোট, এটিও এখন পর্যন্ত রিপোর্ট করা সবচেয়ে ছোট এবং সুপারকন্ডাক্টিং বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে৷ এই ফলাফলগুলি ইঙ্গিত দেয় যে নতুন পারস্পরিক সম্পর্ক অবস্থা গ্রাফিনের প্রথম মাইক্রোস্ট্রিপের বাইরে "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" টুইস্টেড বিলেয়ার গ্রাফিনে উপস্থিত হতে পারে, প্রাথমিক "জাদু কোণ" থেকে কম। এই "ম্যাজিক হর্ন" টুইস্টেড বিলেয়ার গ্রাফিন ডিভাইসগুলি তৈরি করতে, দলটি একটি "টিয়ার এবং স্ট্যাক" পদ্ধতি ব্যবহার করেছিল। ষড়ভুজ বোরন নাইট্রাইড (BN) স্তরগুলির মধ্যে গঠনটি এনক্যাপসুলেটেড; Cr/Au (ক্রোমিয়াম/গোল্ড) প্রান্তের পরিচিতির সাথে মিলিত একাধিক তারের সাথে একটি হল রড জ্যামিতিতে প্যাটার্ন করা হয়েছে। পুরো "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" টুইস্টেড বিলেয়ার গ্রাফিন ডিভাইসটি পিছনের গেট হিসাবে ব্যবহৃত গ্রাফিন স্তরের উপরে তৈরি করা হয়েছিল।
বিজ্ঞানীরা পাম্প করা HE4 এবং HE3 ক্রিওস্ট্যাটে ডিভাইসগুলি পরিমাপের জন্য স্ট্যান্ডার্ড ডাইরেক্ট কারেন্ট (DC) এবং অল্টারনেটিং কারেন্ট (AC) লকিং কৌশল ব্যবহার করেন। দলটি ডিভাইসের অনুদৈর্ঘ্য প্রতিরোধের (Rxx) এবং বর্ধিত গেট ভোল্টেজ (VG) পরিসরের মধ্যে সম্পর্ক রেকর্ড করেছে এবং 1.7K তাপমাত্রায় চৌম্বক ক্ষেত্র বি গণনা করেছে। ছোট ইলেক্ট্রন-হোল অসাম্যতা "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" টুইস্টেড বিলেয়ার গ্রাফিন ডিভাইসের অন্তর্নিহিত সম্পত্তি হিসাবে পরিলক্ষিত হয়েছিল। পূর্ববর্তী প্রতিবেদনগুলিতে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে, দলটি এই ফলাফলগুলি রেকর্ড করেছে এবং এখনও পর্যন্ত সুপারকন্ডাক্টিং রিপোর্টগুলি বিস্তারিত করেছে। বৈশিষ্ট্যযুক্ত "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" বিলেয়ার গ্রাফিন ডিভাইসের ন্যূনতম টর্শন কোণকে মোচড় দেয়। ল্যান্ডউ ফ্যান চার্টের ঘনিষ্ঠ পরীক্ষার মাধ্যমে, গবেষকরা কিছু উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্য অর্জন করেছেন।
উদাহরণস্বরূপ, অর্ধেক ভরাটের শিখর এবং ল্যান্ডউ স্তরের দ্বিগুণ অবক্ষয় পূর্বে পর্যবেক্ষণ করা মোমেন্ট-সদৃশ নিরোধক অবস্থার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। দলটি আনুমানিক স্পিন ভ্যালি SU(4) এর প্রতিসাম্যের একটি বিরতি এবং একটি নতুন আধা-কণা ফার্মি পৃষ্ঠের গঠন দেখায়। যাইহোক, বিস্তারিত একটি আরো বিস্তারিত পরিদর্শন প্রয়োজন. সুপারকন্ডাক্টিভিটির উপস্থিতিও পরিলক্ষিত হয়েছিল, যা পূর্ববর্তী গবেষণার মতো Rxx (অনুদৈর্ঘ্য প্রতিরোধের) বৃদ্ধি করেছে। দলটি তখন সুপারকন্ডাক্টিং পর্বের সমালোচনামূলক তাপমাত্রা (Tc) পরীক্ষা করে। যেহেতু এই নমুনায় সুপারকন্ডাক্টরগুলির সর্বোত্তম ডোপিংয়ের জন্য কোনও ডেটা পাওয়া যায়নি, তাই বিজ্ঞানীরা 0.5K পর্যন্ত একটি গুরুতর তাপমাত্রা অনুমান করেছিলেন। যাইহোক, এই ডিভাইসগুলি অকার্যকর হয়ে যায় যতক্ষণ না তারা সুপারকন্ডাক্টিং স্টেট থেকে পরিষ্কার ডেটা পেতে সক্ষম হয়। সুপারকন্ডাক্টিং অবস্থার আরও তদন্ত করার জন্য, গবেষকরা বিভিন্ন ক্যারিয়ারের ঘনত্বে ডিভাইসের চার-টার্মিনাল ভোল্টেজ-কারেন্ট (VI) বৈশিষ্ট্যগুলি পরিমাপ করেছেন।
প্রাপ্ত প্রতিরোধ দেখায় যে সুপার কারেন্ট একটি বৃহত্তর ঘনত্বের পরিসরে পরিলক্ষিত হয় এবং একটি সমান্তরাল চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা হলে সুপার কারেন্টের দমন দেখায়। গবেষণায় পরিলক্ষিত আচরণের অন্তর্দৃষ্টি পেতে, গবেষকরা বিস্ট্রিটজার-ম্যাকডোনাল্ড মডেল এবং উন্নত পরামিতিগুলি ব্যবহার করে "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" টুইস্টেড বিলেয়ার গ্রাফিন ডিভাইসের মইর ব্যান্ড কাঠামো গণনা করেছেন। "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" কোণের পূর্ববর্তী গণনার তুলনায়, গণনা করা নিম্ন শক্তি মোয়ার ব্যান্ডটি উচ্চ শক্তি ব্যান্ড থেকে বিচ্ছিন্ন নয়। যদিও ডিভাইসটির টুইস্ট অ্যাঙ্গেল অন্যত্র গণনা করা "ম্যাজিক অ্যাঙ্গেল" কোণের চেয়ে ছোট, ডিভাইসটিতে একটি ঘটনা রয়েছে যা পূর্ববর্তী গবেষণার সাথে দৃঢ়ভাবে সম্পর্কিত (মর্ট ইনসুলেশন এবং সুপারকন্ডাক্টিভিটি), যা পদার্থবিদরা অপ্রত্যাশিত এবং সম্ভাব্য বলে মনে করেছেন।
বৃহৎ ঘনত্বে আচরণের আরও মূল্যায়ন করার পরে (প্রতিটি শক্তিতে উপলব্ধ রাজ্যের সংখ্যা), বিজ্ঞানীরা যে বৈশিষ্ট্যগুলি পর্যবেক্ষণ করেছেন তা নতুন উদীয়মান যুক্ত নিরোধক রাজ্যগুলির জন্য দায়ী করা হয়। ভবিষ্যতে, ইনসুলেশনের বিজোড় অবস্থা বোঝার জন্য এবং কোয়ান্টাম স্পিন তরল হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে কিনা তা নির্ধারণ করার জন্য রাজ্যের ঘনত্বের (DOS) আরও বিশদ অধ্যয়ন করা হবে। এইভাবে, বিজ্ঞানীরা একটি ছোট টুইস্ট অ্যাঙ্গেল (0.93°) সহ একটি পেঁচানো বিলেয়ার গ্রাফিন ডিভাইসে মক্স-সদৃশ অন্তরক অবস্থার কাছাকাছি সুপারকন্ডাক্টিভিটি পর্যবেক্ষণ করেছেন। এই সমীক্ষাটি দেখায় যে এমন ছোট কোণ এবং উচ্চ ঘনত্বেও, মোয়ারের বৈশিষ্ট্যগুলিতে ইলেক্ট্রন পারস্পরিক সম্পর্কের প্রভাব একই। ভবিষ্যতে, অন্তরক পর্বের স্পিন উপত্যকাগুলি অধ্যয়ন করা হবে, এবং একটি নতুন সুপারকন্ডাক্টিং ফেজ কম তাপমাত্রায় অধ্যয়ন করা হবে। এই আচরণের উত্স বোঝার জন্য তাত্ত্বিক প্রচেষ্টার সাথে পরীক্ষামূলক গবেষণা একত্রিত করা হবে।
পোস্টের সময়: অক্টোবর-০৮-২০১৯