সাধারণ অর্ধপরিবাহীতে ফোনন হল প্রভাব ঘনীভূত পদার্থ সম্পর্কে প্রচলিত ধারণাকে চ্যালেঞ্জ করে

সম্পাদনা করেছেন: Svitlana Velhush

বিশ্বজুড়ে গবেষণাগারে স্ফটিকের মধ্যে তাপপ্রবাহ হঠাৎ চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে বিচ্যুত হতে শুরু করেছে — এবং এটি ঘটেছে বহিরাগত পদার্থে নয়, বরং সিলিকন, জার্মেনিয়াম ও ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইডের মতো একেবারে সাধারণ অর্ধপরিবাহী ও অন্তরক পদার্থে।

এখানে আলোচনা হচ্ছে ফোনন তাপীয় হল প্রভাব নিয়ে: পরমাণুর জালক কম্পন বর্ণনাকারী কোয়াসিকণাগুলো চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে অনুপ্রস্থ তাপপ্রবাহ সৃষ্টি করে। আগে মনে করা হতো, এই ধরনের আচরণ কেবল চৌম্বকীয় বা টপোলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন পদার্থের জন্যই বৈশিষ্ট্যপূর্ণ, যেখানে স্পিন বা বিশেষ উত্তেজনার ভূমিকা থাকে।

নতুন পরিমাপ দেখিয়েছে যে প্রভাবটি সর্বজনীনভাবে প্রকাশ পায় — অচৌম্বকীয় স্ফটিকের বিস্তৃত শ্রেণিতে। এতে অনুপ্রস্থ তাপপরিবাহিতার মান অনুদৈর্ঘ্যের বর্গের সঙ্গে স্কেল করে, যা অন্য কোনো কোয়াসিকণার মধ্যস্থতা ছাড়াই পরমাণুর কম্পনের সঙ্গে চৌম্বক ক্ষেত্রের সরাসরি মিথস্ক্রিয়া নির্দেশ করে।

এই আবিষ্কার চৌম্বক ক্ষেত্রে ফোনন কীভাবে আচরণ করে সে সম্পর্কে মৌলিক ধারণা পুনর্বিবেচনা করতে বাধ্য করে। আগে সাধারণ পদার্থে তাপ পরিবহন মূলত স্কেলার এবং চৌম্বকীয় প্রভাবের প্রতি সংবেদনশীল নয় বলে মনে করা হতো, কিন্তু এখন নতুন একটি স্বাধীনতার মাত্রা বিবেচনায় নিতে হয় — ফোননের উপবৃত্তাকার সমবর্তন এবং বাহ্যিক ক্ষেত্রের সঙ্গে তাদের মিথস্ক্রিয়া।

ব্যবহারিক প্রয়োগের দিক থেকে এর অর্থ হলো, ভবিষ্যতের তাপ-বৈদ্যুতিক যন্ত্র ও শীতলীকরণ ব্যবস্থায় তাপপ্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করা যাবে কেবল তাপমাত্রার নতি দিয়ে নয়, দুর্বল চৌম্বক ক্ষেত্র দিয়েও। এই ধরনের পদার্থ ইতিমধ্যেই ইলেকট্রনিকসে ব্যবহৃত হয়, এবং এই প্রভাব চিপের তাপীয় অবস্থার হিসাবকে প্রভাবিত করতে পারে।

পরীক্ষাগুলো উচ্চমানের নমুনায় পরিচালিত হয়েছিল, যেখানে আধান বাহকের অবদান ন্যূনতম ছিল, যা বিশুদ্ধ ফোনন سازক্রিয়া আলাদা করা সম্ভব করেছিল। ফলাফল তাত্ত্বিক মডেলের সঙ্গে সঙ্গতিপূর্ণ, যা বিচ্ছিন্ন প্রতিসাম্যসম্পন্ন স্ফটিকের জন্য এই ঘটনার সর্বজনীনতার পূর্বাভাস দেয়।

এইভাবে, ঘনীভূত পদার্থের অভ্যস্ত চিত্র, যেখানে ফোননকে তাপের «সরল» বাহক মনে করা হতো, আরও জটিল হয়ে ওঠে — এবং ক্ষুদ্র পরিসরে তাপপ্রবাহ নিয়ন্ত্রণের নতুন উপায়ের পথ খুলে দেয়।

7 দৃশ্য

উৎসসমূহ

  • Physics Magazine on phonon thermal Hall effect

মন্তব্য

এই বিষয়ে আরও নিবন্ধ পড়ুন:

HKUST Researchers Redraw the Boundary between Phases of Matter A research team led by Prof. Haruki WATANABE, Professor in the Department of Physics and the Jockey Club Institute for Advanced Study (IAS) at HKUST, in collaboration with Prof. Yukitoshi MOTOME and graduate student

Image
Reply
আপনি কি কোনো ত্রুটি বা অসঠিকতা খুঁজে পেয়েছেন?আমরা আপনার মন্তব্য যত তাড়াতাড়ি সম্ভব বিবেচনা করব।