পারমাণবিকভাবে পাতলা উপাদানগুলি ইলেকট্রনিক্সে আনতে পারে এমন ক্ষমতার বিভিন্ন প্রদর্শনী হয়েছে — অত্যন্ত ছোট আকার, চমৎকার কর্মক্ষমতা এবং কিছু স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য। কিন্তু এই সমস্ত প্রদর্শনের জন্য প্রয়োজন যে ইলেকট্রনিক্স পরীক্ষা করা হচ্ছে তা মূলত হাত দ্বারা একত্রিত করা হয়েছিল। গ্রাফিনের মতো উপাদানগুলি প্রায়শই এলোমেলোভাবে একটি পৃষ্ঠে স্থাপন করা হয় এবং তারপরে এটির কাজ করার জন্য প্রয়োজনীয় তারগুলি সেই অবস্থানের চারপাশে তৈরি করা হয়। এটি গণ উৎপাদনের জন্য ঠিক একটি রেসিপি নয়।
যে পরিমাণে কিছু অগ্রগতি হয়েছে, তা সীমিত। সবচেয়ে ছোট গেট দৈর্ঘ্য সহ ট্রানজিস্টর তৈরি করতে গ্রাফিন এবং মলিবডেনাম ডিসালফাইড ব্যবহার করা সাম্প্রতিক প্রচেষ্টাগুলির মধ্যে একটি। এই ক্ষেত্রে, দুটি পারমাণবিকভাবে পাতলা পদার্থ সাবধানে স্থাপন করতে হয়েছিল, তবে ঠিক নয়। যে কোন অতিরিক্ত উপাদান দূরে খোদাই করা হয়েছিল, এবং গ্রাফিন শীট কেটে একটি মূল বৈশিষ্ট্য তৈরি করা হয়েছিল।
এই সপ্তাহে এই ক্ষুদ্র যন্ত্রগুলি নির্মাণে কিছুটা ভিন্ন পদক্ষেপ দেখেছে: রসায়ন। একটি গবেষণা দল পূর্ববর্তী গবেষণায় ব্যবহৃত দুটি উপাদান, গ্রাফিন এবং মলিবডেনাম ডিসালফাইডকে সংযুক্ত করেছে, একটি একক ব্রিজিং অণু ব্যবহার করে যা তাদের প্রতিটির সাথে প্রতিক্রিয়া জানাতে পারে। ব্রিজিং অণুর রসায়ন এই পদ্ধতি ব্যবহার করে তৈরি একটি ডিভাইসের আচরণকেও প্রভাবিত করেছে।
দুই-এর জন্য = এক
গ্রাফিন এবং মলিবডেনাম ডিসালফাইড শীট গঠন করে যেগুলি শুধুমাত্র একটি পরমাণু পুরু – সমস্ত রাসায়নিক বন্ধন শীটটিকে একসাথে ধরে রাখে এটিকে একটি প্ল্যানার কাঠামোতে বাধ্য করে। তারা একটি দরকারী সংমিশ্রণ তৈরি করে কারণ তাদের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য রয়েছে। মলিবডেনাম ডাইসালফাইড একটি অর্ধপরিবাহী, যখন গ্রাফিন সাধারণত বিদ্যুৎ সঞ্চালন করে (যদিও সঠিক পরিবেশে এটি একটি অর্ধপরিবাহীতে রূপান্তরিত হতে পারে)। সাধারণত, দুটি উপকরণ জড়িত ডিভাইসগুলি কেবল একটির উপরে একটি স্থাপন করে নির্মিত হয়। ভ্যান ডের ওয়ালস বাহিনী নামক দুর্বল মিথস্ক্রিয়া তাদের একসাথে ধরে রাখবে।
এখানে কাজের পিছনের দলটি, স্পেনে অবস্থিত, কিছুটা শক্তিশালী কিছু তৈরি করার চেষ্টা করার সিদ্ধান্ত নিয়েছে। অনেক রাসায়নিক শনাক্ত করা হয়েছে যেগুলি এই উপাদানগুলির মধ্যে একটি বা অন্যটির বিমানের বন্ধন ভেঙে দিতে পারে এবং রাসায়নিকভাবে শীটের পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত করতে পারে। যথেষ্ট উচ্চ স্তরে, এই প্রতিক্রিয়াটি শীটটিকে আলাদা করে দেবে। কিন্তু যতক্ষণ এই প্রতিক্রিয়াগুলির মাত্রা যথেষ্ট কম রাখা হয়, ততক্ষণ শীটটি অক্ষত থাকবে এবং প্রতিক্রিয়াশীল রাসায়নিকের একটি বিরল আবরণ থাকবে।
নতুন কাজের লক্ষ্য একটি একক অণু তৈরি করা যা গ্রাফিন এবং মলিবডেনাম ডিসালফাইডের মধ্যে সেতু হিসাবে কাজ করে। সেতুর এক প্রান্তে, একটি রাসায়নিক গ্রুপ রয়েছে যা মলিবডেনাম ডিসালফাইডের সাথে বিক্রিয়া করে। অন্যদিকে, একটি রাসায়নিক গ্রুপ রয়েছে যা গ্রাফিনের সাথে যোগাযোগ করে। মাঝখানে শুধু একটি সংক্ষিপ্ত, প্রতিক্রিয়াহীন বেনজিন রিং।
কিছু মলিবডেনাম ডিসালফাইড ফ্লেক্স দিয়ে শুরু করে, গবেষকরা একটি প্রতিক্রিয়া চালিয়েছিলেন যা সেতুটিকে ফ্লেকের সাথে সংযুক্ত করেছিল। পরে, ফ্লেক্সগুলিকে গ্রাফিন শীট দিয়ে স্থাপন করা হয়েছিল, যেখানে সেতুর অণুর অপর প্রান্তটি গ্রাফিনের সাথে প্রতিক্রিয়া দেখায়। ফলাফলটি ছিল একটি গ্রাফিন শীট যা মলিবেডেনাম ডিসালফাইড ফ্লেক্স দিয়ে সজ্জিত ছিল, যেখানে দুটি সেতুর অণুর মাধ্যমে সংযুক্ত ছিল।
একটি পরিবর্তিত ডিভাইস
লিঙ্কযুক্ত উপাদান থেকে একটি ডিভাইস তৈরি করতে, গ্রাফিন শীটটি একটি সিলিকন সাবস্ট্রেটের উপর স্থাপন করা হয়েছিল এবং ইলেক্ট্রোড দ্বারা ফ্ল্যাঙ্ক করা হয়েছিল। সিলিকন একটি ইলেক্ট্রোড থেকে অন্য ইলেক্ট্রোড গ্রাফিন জুড়ে বর্তমান প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি গবেষকদের রাসায়নিক পরিবর্তনের বিভিন্ন রাজ্যে এর আচরণ পরীক্ষা করার অনুমতি দেয়।
গ্রাফিনকে অর্ধপরিবাহীতে রূপান্তর করার জন্য সিলিকন যথেষ্ট পরিমাণে চার্জ বহন করে, কোনো রাসায়নিক সেতু ছাড়াই কেবল মলিবডেনাম ডিসালফাইড বিছিয়ে রাখলে গ্রাফিনে আরও ইলেকট্রনের উপস্থিতি দেখা দেবে। এটি এটিকে একটি এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর (নেতিবাচকের জন্য n) করে তুলবে। ব্রিজ অণুকে গ্রাফিনের সাথে তার নিজস্বভাবে সংযুক্ত করলে, বিপরীতে, গ্রাফিন থেকে ইলেকট্রন টেনে নেওয়া হবে, এটি একটি p-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরে রূপান্তরিত হবে (p পজিটিভ হচ্ছে)।
গ্রাফিন-ব্রিজ-মলিবডেনাম ডাইসালফাইডের সম্পূর্ণ সংমিশ্রণে, গ্রাফিনের সাথে যুক্ত দুটি রাসায়নিক আংশিকভাবে একে অপরকে অফসেট করে। সেতুর অণুটি এখনও গ্রাফিনকে একটি পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরে রূপান্তরিত করেছিল, কিন্তু মলিবডেনাম ডাইসলফাইডের উপস্থিতির কারণে প্রভাবটি দুর্বল ছিল।
সুতরাং, কাজটি একটি চমৎকার প্রদর্শন প্রদান করে যে এটিতে অন্যান্য রাসায়নিক সংযুক্ত করে গ্রাফিনের পরিবাহী বৈশিষ্ট্যকে সূক্ষ্ম-সুর করা সম্ভব। সেতুর অণুগুলির একটি বৃহৎ গ্রন্থাগার তৈরি করা সম্ভবপর হতে পারে যা সমস্ত গ্রাফিনের আচরণকে বিভিন্ন উপায়ে পরিবর্তন করে।
এবং এটি পরামর্শ দেয় যে রসায়ন ব্যবহার করে একাধিক পারমাণবিকভাবে পাতলা উপাদান জড়িত কার্যকরী কাঠামো তৈরি করা সম্ভব। উদাহরণস্বরূপ, গ্রাফিনের একটি শীট বিছিয়ে দেওয়া, প্রয়োজন নেই এমন কিছু খোদাই করা এবং তারপরে এটির সাথে অন্য পারমাণবিকভাবে পাতলা উপাদান যুক্ত করতে রসায়ন ব্যবহার করা কার্যকর হতে পারে। এটি একটি কমপ্যাক্ট ডিভাইস বলে মনে করা হয় এমন উপাদানগুলির এলোমেলোভাবে নিজেদের স্থাপন করার সমস্যাটি সম্ভাব্যভাবে পেতে পারে।
কিন্তু এই কাগজ তেমন কিছু প্রদর্শন করে না। গ্রাফিন শীটের তুলনায় মলিবডেনাম ডাইসালফাইড ফ্লেক্স ছোট। সুতরাং আপনি যা শেষ করবেন তা হল একটি গ্রাফিন শীট যেখানে শুধুমাত্র একটি অংশ মলিবডেনাম ডিসালফাইড দ্বারা আচ্ছাদিত – একটি অংশ যা অর্ধেকের নিচে। এটি গ্রাফিনের আচরণকে প্রভাবিত করার জন্য যথেষ্ট কিন্তু অগত্যা এমন একটি ডিভাইস তৈরি করার জন্য যথেষ্ট নয় যার জন্য ব্যাপক গ্রাফিন-মলিবডেনাম ডিসালফাইড মিথস্ক্রিয়া প্রয়োজন।
এটা সম্ভব যে আমরা দক্ষতা বাড়াতে পারি এবং এটিকে একটি উত্পাদন কৌশলে পরিণত করতে পারি। কিন্তু আমরা সেখানে পৌঁছানোর আগে প্রক্রিয়াটির কিছু উল্লেখযোগ্য উন্নতির প্রয়োজন হবে।
প্রকৃতির রসায়ন2022. DOI: 10.1038 / s41557-022-00924-1 (DOI সম্পর্কে)।
