نیا مطالعہ گروپ IV چالکوجینائیڈز کی ایک واحد ڈی 2  پرت کے اندر میٹا ویلنٹ بانڈنگ (ایم وی بی) کے ساتھ انسیپینٹ میٹلس کہلانے والے مواد کے نئے طبقے کے کیمیائی بانڈنگ کو کنٹرول کرنے والے الیکٹرانک میکانزم کو کھولتا ہے جو توانائی کی کٹوتی اور بجلی کی پیداوار کو بڑھا سکتا ہے ۔

منفرد خصوصیات کے ساتھ نئے مواد کی فراہمی موجودہ ٹیکنالوجی کی ترقی میں مدد کر سکتی ہے ۔  حال ہی میں ،  سائنس دان مرکبات کی ایک کلاس کی طرف رجوع کر رہے ہیں جسے گروپ IV چیلکوجینائیڈز کہتے ہیں جن میں دلچسپ خصوصیات ہیں ،  جو انہیں تکنیکی استعمال کے لیے موزوں امیدوار بنا رہے ہیں ۔  یہ مرکبات متواتر جدول کے گروپ VI کے ایک عنصر پر مشتمل ہوتا ہے جس میں متواتر جدول کے گروپ III–V کے عنصر شامل ہوتے ہیں ،  جیسے پی بی ٹی ای ،  ایس این ٹی ای اور جی ای ٹی ای۔

چیلکوجینائیڈزدرجہ حرارت ،  دباؤ ،  یا برقی شعبوں میں ہونے والی تبدیلیوں کے جواب میں بے ترتیب اور کرسٹل لائن مراحل کے درمیان الٹ پھیر کر سکتے ہیں ۔  یہ انوکھی خصوصیت دو مراحل کے متضاد آپٹیکل ردعمل کی وجہ سے دوبارہ لکھنے کے قابل آپٹیکل ڈسکس اور الیکٹرانک میموری ڈیوائسز میں عملی ایپلی کیشنز رکھتی ہے ۔  مزید برآں ،   ان کی اعلیٰ برقی چیلکو اور تھرمل انرجی کو تھرمو الیکٹرک اثر کے ذریعے برقی توانائی میں موثر تبدیل کرنے کی بدولت یہ چیلکوجینائیڈز توانائی کی کٹوتی اور بجلی پیدا کرنے کے استعمال میں قیمتی ثابت ہوتے  ہیں ۔

جواہر لعل نہرو سینٹر فار ایڈوانسڈ سائنٹیفک ریسرچ (جے این سی اے ایس آر) بنگلور میں تھیوریٹیکل سائنسز یونٹ سے پروفیسر امیش واگھمارے کے ایک حالیہ مطالعہ نے (حکومت ہند کے شعبہ سائنس اور ٹیکنالوجی کے تحت ایک خود مختار ادارہ) نے حال ہی میں متعارف کرائے گئے میٹا ویلنٹ بانڈنگ  (ایم وی بی) چیلکوجینائیڈزگروپ IV  کی ایک واحد ڈی 2 پرت کے اندر ،  اس کے میکانزم کی تحقیقات اور مادی خصوصیات پر اس کے نتیجے میں ہونے والے نتائج کو متعارف کرانے کے امکانات کو تلاش کیا ہے۔ 

یہ مطالعہ ،  انگی واندتے کیمی انٹرنیشنل ایڈیشن میں شائع ہوا اور جے سی بوس ینشل فیلوشپ آف ٹی ایس ای آر بی- ڈی ایس ٹی  ،  حکومت ہند ،  اور جے این سی اے ایس آر ریسرچ فیلوشپ کے تعاون سے ،  IV چیلکوجینائیڈزگروپ کے پانچ مختلف ڈی 2  جالیوں کے اندر تعلق کی نوعیت پر توجہ مرکوز کرنے والا پہلا اصولی نظریاتی تجزیہ فراہم کرتا ہے ۔ اس زمرے میں وہ مرکبات شامل ہیں جو قابل ذکر خصوصیات کی نمائش کرتے ہیں ،  جب حرارت یا ٹھنڈک کا نشانہ بنتے ہیں تو 100 نینو سیکنڈ سے بھی کم وقت میں شیشے والے بے ساختہ ڈھانچے سے کرسٹل لائن کی شکل میں تبدیل ہو جاتے ہیں ۔

پروفیسر سی این آر راؤ کے پیش کردہ ایک خیال سے کارفرما ،  اس مطالعہ کا مقصد ان مواد میں کیمیائی بندھن کو کنٹرول کرنے والے الیکٹرانک میکانزم کو کھولنا تھا ۔  نتائج ،  جس میں نظریاتی اور کمپیوٹیشنل کام کے تقریباً دو سال لگے ،  نے ان مواد کی منفرد خصوصیات پر روشنی ڈالی ہے ،  جو روایتی کیمیائی تعلقات کے خیالات کو چیلنج کرتے ہیں ۔

پروفیسر واگھمارے کہتے ہیں ،  ‘‘یہ مواد ،  جنہیں ابتدائی دھاتیں کہا جاتا ہے ،  ان خصوصیات کا ایک مجموعہ رکھتے ہیں جو روایتی سمجھ کی خلاف ورزی کرتے ہیں ۔  وہ دھاتوں کے مشابہ برقی کنڈکٹر ،  سیمی کنڈکٹرز کی اعلی تھرمو الیکٹرک کارکردگی کی خصوصیت ،  اور غیر معمولی طور پر کم تھرمل چالکتا کو ظاہر کرتے ہیں ،  جو خصوصیات کی ایک سہ رخی تخلیق کرتے ہیں ۔  روایتی کیمیائی تعلقات کے تصورات کے ذریعہ اس کی وضاحت نہیں کی جاسکتی ہے ۔ ’’

اس تحقیق کا اہم پہلو 2018 میں میتھیاز ووٹنگ کی طرف سے تجویز کردہ کیمیکل بانڈنگ کی ایک نئی قسم کی وضاحت میں مضمر ہے ۔  بانڈنگ کا یہ جدید تصور دھاتی اور ہم آہنگی دونوں کی خصوصیات کو یکجا کرتا ہے ،  جو ان مواد کے پراسرار رویے پر ایک نیا نقطہ نظر پیش کرتا ہے ۔

پروفیسر واگھمارے اور ان کی ٹیم کے ذریعہ کئے گئے نظریاتی کام کے تمام صنعتوں میں اہم مضمرات اور امید افزا اطلاقات ہیں ۔  اس مطالعے میں دریافت کی گئی چیلکوجینائیڈز پہلے سے ہی کمپیوٹر فلیش میموریز میں کام کر رہی ہیں ،  کرسٹل لائن سے بے ساختہ حالتوں میں منتقلی کے دوران آپٹیکل خصوصیات کو تبدیل کرنے کی اپنی صلاحیت کو بروئے کار لاتے ہیں ۔  مزید برآں ،  توانائی کے ذخیرہ میں ان مواد کا ممکنہ استعمال ،  خاص طور پر فیز چینج میٹریل کے طور پر ،  زیادہ پائیدار اور موثر توانائی کے حل کے لیے راستے کھولتا ہے ۔

مزید برآں ،  تحقیق کوانٹم ٹکنالوجی پر ہندوستان کے قومی مشن کے اہداف کے مطابق ،  کوانٹم مواد کے ابھرتے ہوئے شعبے سے مربوط ہے ۔  یہ مواد ،  اپنے الگ الگ الیکٹرانک ڈھانچے اور خصوصیات کے ساتھ ،  کوانٹم ٹاپولوجیکل مواد کی ایک پروٹو ٹائپیکل مثال پیش کرتے ہیں ،  جو کوانٹم ٹیکنالوجیز کو آگے بڑھانے میں ایک اہم جزو ہے ۔

یہ تحقیق ،  جو دو مقالوں میں شائع ہوئی ہے- ایک تین جہتی مواد پر توجہ مرکوز کرتا ہے اور دوسرا دو جہتی مواد میں میٹاویلینٹ بانڈنگ پر- کوانٹم مواد کی کیمسٹری کو سمجھنے میں ایک اہم چھلانگ کی نمائندگی کرتا ہے ۔  پروفیسر واگھمارے ان نتائج کی اہمیت پر زور دیتے ہوئے کہتے ہیں ،  ‘‘عام کیمیائی بندھن ان مواد کی منفرد نوعیت کی وضاحت نہیں کرتا ۔  ہم نے کوانٹم مواد کی کیمسٹری کا پردہ فاش کیا ہے جو دریافت کے لیے نئی راہیں کھولتا ہے ۔ ’’

اشاعت کا لنک: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202313852

محققین گروپ  مونوچیلکوجینیڈائز IV کے 2 ڈی مونولیئر  میں میٹاوالینٹ بانڈنگ کے امکان کو تلاش کرتے ہیں ۔

تصویری کریڈٹ: شٹر اسٹاک

ش ح   ۔  ش ت- ت ح

U. No.7626