Graphyne
গ্রাফাইন হল কার্বনের একটি অ্যালোট্রোপ। এর কাঠামোটি স্ফটিক জালিতে সাজানো এস. পি এবং এস. পি 2-বন্ধিত কার্বন পরমাণুর এক-পরমাণু-পুরু সমতলীয় শীট। এটি অ্যাসিটিলিন বন্ধন দ্বারা সংযুক্ত বেনজিন বলয়ের জাল হিসাবে দেখা যায়। বেনজিন বলয়গুলি যখন এন ক্রমিক অ্যাসিটিলিন অণু দ্বারা সংযুক্ত থাকে তখন উপাদানটিকে গ্রাফাইন-এন বলা হয় এবং এন = 2 (ডায়াসিটিলিন লিঙ্ক)-এর একটি নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে গ্রাফডাইন বলা হয়। অ্যাসিটিলিন গ্রুপের উপাদানের উপর নির্ভর করে, গ্রাফাইনকে একটি মিশ্র সংকরায়ন, এস. পি. কে হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে, যেখানে 1 <কে <2, এবং এইভাবে গ্রাফিন (বিশুদ্ধ এস. পি 2 হিসাবে বিবেচিত) এবং হীরার (বিশুদ্ধ এস. পি 3) সংকরায়ন থেকে পৃথক। প্রথম-নীতির গণনায় দেখা গেছে যে পর্যায়ক্রমিক গ্রাফাইন কাঠামো এবং তাদের বোরন নাইট্রাইড অ্যানালগগুলি স্থিতিশীল। গণনাগুলি ফোনন বিচ্ছুরণ বক্ররেখা এবং অ্যাব-ইনিশিও সীমাবদ্ধ তাপমাত্রা, কোয়ান্টাম যান্ত্রিক আণবিক গতিবিদ্যা সিমুলেশন ব্যবহার করে। ইতিহাস গ্রাফাইন প্রথম তাত্ত্বিকভাবে বাগম্যান এবং অন্যান্যদের দ্বারা প্রস্তাবিত হয়েছিল। 1987 সালে। 2010 সালে, লি এবং অন্যান্যরা। হেক্সাএথিনিলবেনজিনের সাথে গ্লেজার-হে ক্রস-কাপলিং প্রতিক্রিয়া ব্যবহার করে গ্রাফডাইন ফিল্ম তৈরির জন্য প্রথম সফল পদ্ধতি তৈরি করেছিলেন। প্রস্তাবিত পদ্ধতিটি ন্যানোমিটার-স্কেল গ্রাফডাইন এবং গ্রাফটেট্রাইন সংশ্লেষণ করা সম্ভব করে তোলে, যার দীর্ঘ-পরিসীমা ক্রমের অভাব রয়েছে। 2019 সালে, কুই এবং সহকর্মীরা বেনজিন এবং ক্যালসিয়াম কার্বাইড ব্যবহার করে গ্রাফাইন পাওয়ার জন্য একটি যান্ত্রিক রাসায়নিক কৌশল সম্পর্কে রিপোর্ট করেছিলেন। যদিও এই পদ্ধতি ব্যবহার করে একটি গ্রাম-স্কেল গ্রাফাইন প্রাপ্ত করা যেতে পারে, একটি বড় এলাকায় দীর্ঘ-পরিসীমা স্ফটিকত্ব সহ গ্রাফাইন অধরা থেকে যায়। যদিও বিতর্কিত, গবেষকরা 2022 সালে গ্রাফাইন সংশ্লেষ করার জন্য তাপগতিবিদ্যা এবং গতিবিদ্যা নিয়ন্ত্রণ করার সময় অ্যালকাইন মেটাথেসিস ব্যবহার করেছিলেন। বিভিন্ন বিশ্লেষণাত্মক পদ্ধতি এর চমৎকার রাসায়নিক এবং তাপীয় স্থায়িত্ব নির্দেশ করে। প্রাপ্ত গ্রাফাইন পণ্যের একটি প্রশস্ত-কোণ এক্স-রে বিচ্ছুরণ বৈশিষ্ট্য একটি একীভূত স্ফটিক কাঠামোর পরামর্শ দেয়। 2022 সালে, সোনোগাসিরা কাপলিং অবস্থার অধীনে 1,3,5-ট্রাইব্রোমো-2,4,6-ট্রাইথিনিলবেনজিনের পলিমারাইজেশনের মাধ্যমে বহু-স্তরযুক্ত γ-গ্রাফাইনের প্রথম স্কেলযোগ্য সংশ্লেষণ সফলভাবে সম্পন্ন করা হয়েছিল। নিকট-ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি এবং উপাদানটির চক্রীয় ভোল্টামেট্রি ব্যান্ডগ্যাপকে 0.48 ± 0.05 eV হিসাবে নির্ধারণ করে, যা গ্রাফিন-ভিত্তিক উপকরণগুলির তাত্ত্বিক ভবিষ্যদ্বাণীর সাথে একমত। কাঠামো কম্পিউটার মডেল ব্যবহারের মাধ্যমে বিজ্ঞানীরা জালের অনুমিত জ্যামিতিতে পদার্থের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের পূর্বাভাস দিয়েছেন। এর প্রস্তাবিত কাঠামো একটি গ্রাফিন জালিতে কার্বন-কার্বন একক বন্ধনের জায়গায় অ্যাসিটিলিন বন্ধন ঢোকানোর মাধ্যমে উদ্ভূত হয়। গ্রাফাইন একাধিক জ্যামিতিতে বিদ্যমান বলে ধারণা করা হয়। এই বৈচিত্র্যটি এস. পি এবং এস. পি2 সংকরিত কার্বনের একাধিক বিন্যাসের কারণে। প্রস্তাবিত জ্যামিতিগুলির মধ্যে রয়েছে একটি ষড়ভুজাকার জাল কাঠামো এবং একটি আয়তক্ষেত্রাকার জাল কাঠামো। তাত্ত্বিক কাঠামোর মধ্যে 6,6,12-গ্রাফাইনের আয়তক্ষেত্রাকার জাল ভবিষ্যতের প্রয়োগের জন্য সবচেয়ে বেশি সম্ভাবনাময় হতে পারে। বৈশিষ্ট্য মডেলগুলি ভবিষ্যদ্বাণী করে যে গ্রাফাইনের ডাবল এবং ট্রিপল বন্ডেড কার্বন পরমাণুতে ডিরাক শঙ্কুগুলির সম্ভাবনা রয়েছে। ডিরাক শঙ্কুগুলির কারণে, পরিবাহিতা এবং ভ্যালেন্স ব্যান্ডগুলি ফার্মি স্তরের একটি বিন্দুতে রৈখিক পদ্ধতিতে মিলিত হয়। এই পরিকল্পনার সুবিধা হল যে ইলেকট্রনগুলি এমন আচরণ করে যেন তাদের কোনও ভর নেই, যার ফলে ইলেকট্রনগুলির ভরবেগের আনুপাতিক শক্তি তৈরি হয়। গ্রাফিন-এর মতো, ষড়ভুজাকার গ্রাফাইনের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা দিক থেকে স্বাধীন। যাইহোক, প্রস্তাবিত আয়তক্ষেত্রাকার 6,6,12-গ্রাফাইনের প্রতিসাম্যের কারণে বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি উপাদানটির সমতলে বিভিন্ন দিকে পরিবর্তিত হবে। এর প্রতিসাম্যের এই অনন্য বৈশিষ্ট্যটি গ্রাফাইনকে স্ব-ডোপ করার অনুমতি দেয় যার অর্থ ফার্মি স্তরের সামান্য উপরে এবং নীচে অবস্থিত দুটি ভিন্ন ডিরাক শঙ্কু রয়েছে। 6,6,12-গ্রাফাইনের স্ব-ডোপিং প্রভাবটি সমতলের বাইরের স্ট্রেন প্রয়োগ করে কার্যকরভাবে সুর করা যেতে পারে। আজ অবধি সংশ্লেষিত গ্রাফাইনের নমুনাগুলি 250-300 ডিগ্রি সেলসিয়াসের একটি গলনাঙ্ক দেখিয়েছে, যা অক্সিজেন, তাপ এবং আলোর সাথে পচন প্রতিক্রিয়াগুলিতে কম প্রতিক্রিয়াশীলতা। সম্ভাব্য প্রয়োগ এটি অনুমান করা হয়েছে যে নির্দিষ্ট শক্তির কাঠামো, যথা দিক-নির্ভর ডিরাক শঙ্কুগুলির কারণে নির্দিষ্ট প্রয়োগের জন্য গ্রাফাইনের চেয়ে গ্রাফাইন বেশি পছন্দসই। 6,6,12-গ্রাফাইনের দিকনির্দেশক নির্ভরতা ন্যানোস্কেলে বৈদ্যুতিক গ্রেটিংয়ের অনুমতি দিতে পারে। এর ফলে দ্রুত ট্রানজিস্টর এবং ন্যানোস্কেল বৈদ্যুতিন যন্ত্রের বিকাশ ঘটতে পারে। সম্প্রতি এটি প্রদর্শিত হয়েছে যে ইলেক্ট্রন-দানকারী অংশীদারদের থেকে γ-গ্রাফাইনে ফটোইনডিউসড ইলেক্ট্রন স্থানান্তর অনুকূল এবং ন্যানো থেকে সাব-পিকোসেকেন্ড সময় স্কেলে ঘটে। তথ্যসূত্র বাইরের সংযোগ কার্বন অ্যালকাইন থেকে উদ্ভূত দ্বিমাত্রিক ন্যানোমেটারিয়ালের অ্যালোট্রপ