एमआईटी शोधकर्ताओं ने मैजिक-एंगल ट्राइलेयर ग्राफीन में अप्रत्याशित अतिचालकता के प्रमाण देखे

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) के भौतिकविदों ने मैजिक-एंगल ट्विस्टेड ट्राइलेयर ग्राफीन (MATTG) नामक एक विशिष्ट त्रि-परत ग्राफीन संरचना में अप्रत्याशित अतिचालकता के स्पष्ट प्रमाण का अवलोकन किया है। यह खोज संघनित पदार्थ भौतिकी के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करती है, क्योंकि यह पारंपरिक अतिचालकों से भिन्न एक तंत्र का संकेत देती है। इस शोध के निष्कर्ष जर्नल 'साइंस' में प्रकाशित किए गए थे।

अतिचालकता वह अवस्था है जिसमें इलेक्ट्रॉन बिना किसी प्रतिरोध या ऊर्जा हानि के प्रवाहित होते हैं, जो एमआरआई स्कैनर और कण त्वरक जैसी प्रौद्योगिकियों के लिए महत्वपूर्ण है। इस महत्वपूर्ण अवलोकन का सार यह है कि MATTG एक अप्रत्याशित अतिचालकता प्रदर्शित करता है, जिसकी पहचान एक विशिष्ट 'वी-आकार' (V-shaped) अतिचालक अंतराल से होती है। यह वी-आकार का प्रोफ़ाइल तब ही प्रकट हुआ जब सामग्री ने शून्य विद्युत प्रतिरोध दिखाया, जो अतिचालकता की एक निश्चित पहचान है।

इस परिणाम को प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक नवीन प्रायोगिक मंच का उपयोग किया, जिसने इलेक्ट्रॉन टनलिंग को विद्युत परिवहन माप के साथ जोड़ा, जिससे वे सीधे MATTG में अतिचालक अंतराल का निरीक्षण कर सके। सह-प्रमुख लेखक शुवेन सन, जो एमआईटी में स्नातक छात्रा हैं, और पीएचडी धारक जियोंग मिन पार्क ने इस पद्धति को विकसित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। पार्क का अनुमान है कि MATTG में एक वैकल्पिक तंत्र सक्रिय है, क्योंकि पारंपरिक अतिचालकों में इलेक्ट्रॉन जाली कंपन के माध्यम से जोड़े बनाते हैं।

शोधकर्ताओं के निष्कर्ष बताते हैं कि यह वी-आकार का अंतराल एक अधिक मजबूत और भिन्न तंत्र का संकेत देता है, जिससे यह प्रस्तावित होता है कि जाली कंपन के बजाय मजबूत इलेक्ट्रॉनिक अंतःक्रियाएं अतिचालकता के लिए जिम्मेदार हो सकती हैं। यह निष्कर्ष उन मूलभूत प्रश्नों का सीधा उत्तर देता है कि क्या MATTG में इलेक्ट्रॉन युग्मन तंत्र पारंपरिक प्रकारों से भिन्न है। इस तरह के अप्रत्याशित अतिचालकों को समझना कमरे के तापमान वाले अतिचालकों के विकास के लिए महत्वपूर्ण है।

इस शोध में जापान के राष्ट्रीय संस्थान फॉर मैटेरियल्स साइंस (NIMS) के केनजी वातानाबे और ताकाशी तानिगुची भी सह-लेखक के रूप में शामिल थे। यह अध्ययन ग्राफीन की अनूठी इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाओं की जांच करने के लिए एक पद्धतिगत उपलब्धि भी है। ग्राफीन की दो परतों को एक विशेष कोण पर मोड़ने पर 'मैजिक-एंगल' प्रभाव उत्पन्न होता है, जिससे विदेशी क्वांटम व्यवहार सामने आते हैं।

एमआईटी टीम द्वारा विकसित यह नया प्रायोगिक मंच, जो टनलिंग और परिवहन माप को एक ही उपकरण में जोड़ता है, शोधकर्ताओं को द्वि-आयामी सामग्रियों में अतिचालकता के उभरने का वास्तविक समय में निरीक्षण करने की अनुमति देता है। यह क्षमता भविष्य में नए अतिचालक और क्वांटम सामग्रियों के डिजाइन और नियंत्रण का मार्ग प्रशस्त कर सकती है। अध्ययन के सह-प्रमुख लेखक शुवेन सन ने उल्लेख किया है कि अतिचालक अंतराल का अवलोकन यह संकेत देता है कि किस प्रकार का तंत्र कमरे के तापमान वाले अतिचालकों को जन्म दे सकता है, जो अंततः मानव समाज को लाभ पहुंचाएगा।