कोरिया एडवांस्ड इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने मैग्नेटोरेसिस्टेंस गुणों का उपयोग करके नैनोमटेरियल एमएक्सईएन के आणविक वितरण की भविष्यवाणी करने के लिए एक विधि विकसित की है, जो सरलीकृत गुणवत्ता नियंत्रण और बड़े पैमाने पर उत्पादन का मार्ग प्रशस्त करती है। यह अध्ययन हॉल स्कैटरिंग गुणांक के आधार पर एमएक्सईएन के विविध अनुप्रयोगों पर भी प्रकाश डालता है। शोधकर्ताओं ने एमएक्सईएन सतह से जुड़े अणुओं के चुंबकीय परिवहन गुणों का उपयोग करके एक विश्लेषणात्मक मॉडल विकसित किया। प्रदर्शन पूर्वानुमान और वर्गीकरण प्रणाली की स्थापना समान गुणवत्ता वाले एमएक्सईएन के उत्पादन में उपयोगी होने की उम्मीद है।
2011 में विकसित, एमएक्सईएन एक द्वि-आयामी नैनोमटेरियल है जिसमें वैकल्पिक धातु और कार्बन परतें हैं। इसमें उच्च चालकता है और इसे विभिन्न धातु यौगिकों के साथ जोड़ा जा सकता है। यह एक ऐसी सामग्री है जिसका उपयोग विभिन्न उद्योगों जैसे अर्धचालक, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण और सेंसर में किया जा सकता है।
एमएक्सईएन का उचित उपयोग करने के लिए, किसी को इसकी सतह को कवर करने वाले अणुओं के प्रकार और संख्या को समझना चाहिए। यदि सतह को कवर करने वाले अणु फ्लोरीन हैं, तो चालकता कम हो जाएगी और विद्युत चुम्बकीय तरंग परिरक्षण दक्षता भी कम हो जाएगी। हालाँकि, क्योंकि एमएक्सईएन केवल 1 नैनोमीटर (नैनोमीटर - एक मीटर का एक अरबवां हिस्सा) मोटा है, उच्च प्रदर्शन वाले इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के साथ भी सतह पर अणुओं का विश्लेषण करने में कई दिन लगेंगे, जिससे अब तक बड़े पैमाने पर उत्पादन असंभव हो गया है।
एमएक्सईएन सतहों के विश्लेषण में निर्णायक प्रगति
कोरिया एडवांस्ड इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी में इंडो-कोरिया सेंटर फॉर साइंस एंड टेक्नोलॉजी (आईकेएसटी) के निदेशक सेउंग-चेओल ली के नेतृत्व में एक शोध दल ने एमएक्सईएन के मैग्नेटोरेसिस्टेंस गुणों का उपयोग करके सतह के अणुओं के वितरण की भविष्यवाणी करने के लिए एक विधि विकसित की है। इस विधि का उपयोग करके, एमएक्सईएन के आणविक वितरण को सरल माप के माध्यम से मापा जा सकता है, जिससे उत्पादन प्रक्रिया के दौरान गुणवत्ता नियंत्रण सक्षम हो जाता है, जिससे अब तक अप्राप्य बड़े पैमाने पर उत्पादन का रास्ता खुलने की उम्मीद है।
टीम ने इस विचार के आधार पर द्वि-आयामी सामग्रियों के गुणों की भविष्यवाणी करने के लिए एक कार्यक्रम विकसित किया कि सतह से जुड़े अणुओं के आधार पर चालकता या चुंबकत्व बदलता है। इसलिए, उन्होंने एमएक्सईएन के चुंबकीय परिवहन गुणों की गणना की और बिना किसी अतिरिक्त उपकरण के सामान्य दबाव और कमरे के तापमान पर एमएक्सईएन सतह पर अवशोषित अणुओं के प्रकार और संख्या का सफलतापूर्वक विश्लेषण किया।
हॉल प्रकीर्णन गुणांक और उसके अनुप्रयोग
एक विकसित संपत्ति भविष्यवाणी कार्यक्रम का उपयोग करके एमएक्सईएन सतह का विश्लेषण करके, यह भविष्यवाणी की गई थी कि चुंबकीय संचरण को प्रभावित करने वाला हॉल बिखरने वाला गुणांक सतह पर अणुओं के प्रकार के आधार पर महत्वपूर्ण रूप से बदल जाएगा। हॉल स्कैटरिंग गुणांक एक भौतिक स्थिरांक है जो अर्धचालक सामग्रियों की चार्ज-वहन विशेषताओं का वर्णन करता है। शोध टीम ने पाया कि भले ही वही एमएक्सईएन तैयार किया गया हो, हॉल स्कैटरिंग गुणांक का मूल्य 2.49 था, जिसमें फ्लोरीन उच्चतम था, ऑक्सीजन 0.5 था, और हाइड्रॉक्साइड 1 था, जिससे अणुओं के वितरण का विश्लेषण किया गया।
हॉल स्कैटरिंग गुणांक के मूल्य के आधार पर अलग-अलग अनुप्रयोग होते हैं। यदि मान 1 से कम है, तो इसे उच्च-प्रदर्शन ट्रांजिस्टर, उच्च-आवृत्ति जनरेटर, उच्च-दक्षता सेंसर और फोटोडेटेक्टर पर लागू किया जा सकता है। यदि मान 1 से अधिक है, तो इसे थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री और चुंबकीय सेंसर पर लागू किया जा सकता है। यह ध्यान में रखते हुए कि एमएक्सईएन केवल कुछ नैनोमीटर या आकार में छोटा है, लागू उपकरणों के आकार और आवश्यक शक्ति दोनों को काफी कम किया जा सकता है।
निष्कर्ष एवं भविष्य की सम्भावनाएँ
आईकेएसटी के निदेशक सेउंग-चेओल ली ने कहा: "शुद्ध एमएक्सईएन उत्पादन और गुणों पर ध्यान केंद्रित करने वाले पिछले अध्ययनों के विपरीत, इस अध्ययन का महत्व यह है कि यह एक नई सतह आणविक विश्लेषण विधि प्रदान करता है जो निर्मित एमएक्सईएन को आसानी से वर्गीकृत कर सकता है। प्रयोगात्मक अध्ययनों के साथ इस परिणाम को जोड़कर, हम समान गुणवत्ता के साथ एमएक्सईएन के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए एमएक्सईएन उत्पादन प्रक्रिया को नियंत्रित करने में सक्षम होने की उम्मीद करते हैं।"