ग्राफीन पर नए शोध निष्कर्ष

द्वि-आयामी सामग्री इलेक्ट्रॉनिक्स और फोटोनिक्स में क्रांतिकारी प्रगति का वादा करती है, लेकिन सबसे आशाजनक उम्मीदवारों में से कई हवा के संपर्क में आने के कुछ सेकंड के भीतर ख़राब हो जाते हैं, जिससे वे अनुसंधान या व्यावहारिक प्रौद्योगिकियों में एकीकरण के लिए लगभग अनुपयुक्त हो जाते हैं। ट्रांज़िशन मेटल डाइहैलाइड्स सामग्रियों का एक अत्यधिक आकर्षक लेकिन चुनौतीपूर्ण वर्ग है; उनके अनुमानित गुण अगली पीढ़ी के उपकरणों के लिए उपयुक्त हैं, लेकिन हवा में उनकी अत्यधिक उच्च प्रतिक्रियाशीलता उनकी मौलिक संरचना के लक्षण वर्णन में भी बाधा डालती है।

मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के नेशनल ग्राफीन इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने अब पहली बार ग्राफीन-सीलबंद टीईएम नमूने बनाकर मोनोलेयर ट्रांज़िशन मेटल डायोडाइड्स की परमाणु-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग हासिल की है जो इन अत्यधिक प्रतिक्रियाशील सामग्रियों को हवा के संपर्क में आने पर खराब होने से रोकती है।

एसीएस नैनो में प्रकाशित यह शोध दर्शाता है कि ग्राफीन के भीतर क्रिस्टल को पूरी तरह से घेरने से परमाणु रूप से स्वच्छ इंटरफेस बना रहता है और उनका जीवनकाल सेकंड से महीनों तक बढ़ जाता है।

यह क्षमता *नेचर इलेक्ट्रॉनिक्स* की टीम द्वारा पहले विकसित और रिपोर्ट की गई अकार्बनिक स्टाम्प ट्रांसफर विधि में सुधार से उपजी है, जो स्थिर, सीलबंद नमूनों के उत्पादन की नींव रखती है।

"शुरुआत में, इन सामग्रियों को संभालना लगभग असंभव था क्योंकि वे हवा के संपर्क में आने के कुछ सेकंड के भीतर पूरी तरह से नष्ट हो जाते थे, जिससे पारंपरिक तैयारी के तरीके बस अनुपयोगी हो जाते थे," डॉ. वेंडोंग वांग, जो स्थानांतरण तकनीक विकसित करने और संबंधित नमूने तैयार करने में शामिल थे, ने बताया। "हमारी पद्धति बिना किसी अनावश्यक स्थानांतरण चरण के नमूनों की सुरक्षा करती है। यह उन नमूनों को तैयार करने में सक्षम बनाती है जिन्हें न केवल घंटों तक बल्कि महीनों तक भी संरक्षित किया जा सकता है, और विभिन्न संस्थानों के बीच अंतरराष्ट्रीय स्तर पर स्थानांतरित किया जा सकता है, जिससे द्वि-आयामी सामग्री अनुसंधान के क्षेत्र में एक बड़ी बाधा का समाधान हो सकता है।"

इस काम के लिए ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी इमेजिंग और विश्लेषण का नेतृत्व करने वाले डॉ. गैरेथ टेटन ने कहा, "एक बार जब हम स्थिर नमूने तैयार करने में सक्षम हो गए, तो हम इन सामग्रियों के बारे में कुछ दिलचस्प अवलोकन करने में सक्षम हुए, जिसमें व्यापक स्थानीय संरचनात्मक विविधताओं, परमाणु दोष गतिशीलता और सबसे पतले नमूनों में किनारे संरचना विकास की पहचान करना शामिल था।"

मैनचेस्टर विश्वविद्यालय द्वारा चित्र

"द्वि-आयामी सामग्रियों की संरचना उनके गुणों से निकटता से संबंधित है। इसलिए, विभिन्न क्रिस्टल की संरचनाओं (मोनोलेयर्स से लेकर थोक मोटाई तक) और उनके दोष व्यवहार का सीधे निरीक्षण करने में सक्षम होने से इन सामग्रियों पर आगे के शोध के लिए जानकारी प्रदान करने की उम्मीद है, जिससे तकनीकी क्षेत्र में उनकी क्षमता का पता चलेगा।"

"मुझे सबसे ज्यादा उत्साहित करने वाली बात यह है कि यह शोध पहले से दुर्गम वैज्ञानिक क्षेत्रों को खोलता है। हम सैद्धांतिक रूप से जानते हैं कि कई सक्रिय द्वि-आयामी सामग्रियों का इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स और क्वांटम अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट प्रदर्शन है, लेकिन हम इन भविष्यवाणियों को सत्यापित करने के लिए प्रयोगशाला में स्थिर नमूने प्राप्त करने में असमर्थ रहे हैं," नेशनल ग्राफीन इंस्टीट्यूट के प्रोफेसर रोमन गोर्बाचेव, जिन्होंने अनुसंधान का नेतृत्व किया, ने टिप्पणी की।