ग्राफीन अनुसंधान में एक अभूतपूर्व खोज ने क्वांटम स्थितियों के नए वर्ग को उजागर किया है। यूनिवर्सिटी ऑफ ब्रिटिश कोलंबिया (UBC), यूनिवर्सिटी ऑफ वॉशिंगटन, और जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने ट्विस्टेड बाइलेयर-ट्राइलेयर ग्राफीन प्रणाली में टोपोलॉजिकल इलेक्ट्रॉनिक क्रिस्टल्स की पहचान की है।
इस संरचना को 2D ग्राफीन की परतों को हल्के कोणीय घुमाव के साथ संरेखित करके बनाया गया, जिससे इलेक्ट्रॉनिक गुणों में परिवर्तनकारी बदलाव हुए।
खोज और कार्यप्रणाली
नेचर जर्नल में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, यह प्रणाली उस म्वॉइर पैटर्न का उपयोग करती है, जो तब बनता है जब दो ग्राफीन परतें एक छोटे कोणीय घुमाव के साथ असंरेखित होती हैं। यह पैटर्न इलेक्ट्रॉनों की गति को धीमा कर देता है और उनके व्यवहार में अद्वितीय परिवर्तन लाता है।
इस ट्विस्टेड संरचना में इलेक्ट्रॉन भंवर-जैसी गति प्रदर्शित करते हैं, जो ग्राफीन के विद्युत गुणों की समझ को नया आयाम देता है।
UBC के भौतिकी और खगोल विज्ञान विभाग और ब्लुसन क्वांटम मैटर इंस्टीट्यूट से जुड़े प्रो. जोशुआ फोक ने phys.org को बताया कि ज्यामितीय हस्तक्षेप प्रभाव इलेक्ट्रॉनों को एक आदेशित श्रृंखला में जमने की अनुमति देता है, जबकि वे एक सिंक्रनाइज़ घूर्णी गति बनाए रखते हैं।
इस अनूठे व्यवहार के कारण नमूने के किनारों पर विद्युत धारा प्रवाहित होती है, जबकि इसका आंतरिक भाग गैर-प्रवाहकीय बना रहता है।
प्रमुख अवलोकन और महत्व
UBC के स्नातक शोधकर्ता रुइहेंग सु ने वॉशिंगटन विश्वविद्यालय के डॉ. डेसन वाटर्स द्वारा तैयार ट्विस्टेड ग्राफीन नमूने पर प्रयोगों के दौरान इस अद्वितीय घटना को देखा।
लॉक्ड और घूर्णनशील इलेक्ट्रॉन ऐरे ने स्थिरता और चालकता का एक विरोधाभासी संयोजन प्रदर्शित किया। इस विशेषता का श्रेय टोपोलॉजी को दिया गया, जो प्रणाली की संरचनात्मक लक्षणों को दर्शाता है।
वॉशिंगटन विश्वविद्यालय के प्रो. मैथ्यू यांकोविट्ज ने phys.org को बताया कि किनारे की धाराओं को मौलिक स्थिरांक निर्धारित करते हैं, और ये बाहरी व्यवधानों से अप्रभावित रहती हैं।
इस प्रणाली की टोपोलॉजी को एक मोबियस स्ट्रिप से तुलना की गई है, जहां विकृति भी प्रणाली के गुणों को नहीं बदल सकती।
क्वांटम सूचना में अनुप्रयोग
यह खोज क्वांटम सूचना प्रणाली में प्रगति के रास्ते खोलने की उम्मीद है। टोपोलॉजिकल इलेक्ट्रॉनिक क्रिस्टल्स को सुपरकंडक्टिविटी के साथ जोड़कर मजबूत क्यूबिट्स का निर्माण किया जा सकता है, जो टोपोलॉजिकल क्वांटम कंप्यूटिंग की संभावनाओं को साकार कर सकते हैं। शोधकर्ताओं का मानना है कि यह विकास क्वांटम प्रौद्योगिकियों के क्षेत्र में महत्वपूर्ण योगदान देगा।
