গ্রাফিনের স্তরগুলো সামান্য সরিয়ে দিয়েই এর চৌম্বকীয় অবস্থা বদলে ফেলা সম্ভব। এবার বিদ্যুতের সাহায্যে এমন অভিনব কৌশল আবিষ্কার করেছেন বিজ্ঞানীরা। যুক্তরাষ্ট্রের কর্নেল বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকেরা চার স্তরের গ্রাফিনে এই পরিবর্তন সফলভাবে ঘটিয়েছেন। সবচেয়ে বড় কথা হলো, বিদ্যুৎ সংযোগ বিচ্ছিন্ন করার পরও এই পরিবর্তিত অবস্থা ঠিকঠাক বজায় থাকে। ভবিষ্যতে নতুন ধরনের কম্পিউটার মেমোরি ও কোয়ান্টাম প্রযুক্তি তৈরিতে এই কৌশল দারুণ ভূমিকা রাখতে পারে।

গ্রাফিন আসলে কী?

গ্রাফিন হলো কার্বন পরমাণু দিয়ে তৈরি অত্যন্ত পাতলা একটি উপাদান। এর পরমাণুগুলো মৌচাকের মতো ষড়ভুজাকারে সাজানো থাকে এবং এর পুরুত্ব মাত্র একটি পরমাণুর সমান। গ্রাফিনের একাধিক স্তর একটির ওপর আরেকটি কীভাবে সাজানো হচ্ছে, তার ওপর পদার্থটির বৈশিষ্ট্য অনেকখানি নির্ভর করে। যেমন: একই কার্বন উপাদান দিয়ে তৈরি হলেও পরমাণুর বিন্যাসের পার্থক্যের কারণে হীরা ও গ্রাফাইটের বৈশিষ্ট্য সম্পূর্ণ আলাদা হয়। ঠিক তেমনি, গ্রাফিনের স্তরবিন্যাস বদলালেও তার ইলেকট্রনিক ও চৌম্বকীয় আচরণ বদলে যেতে পারে।

যেভাবে কাজ করে এই কৌশল

গবেষকেরা চার স্তরের গ্রাফিনে বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করে এর স্তরগুলোর আপেক্ষিক অবস্থান পরিবর্তন করেছেন। বিজ্ঞানীদের ভাষায় এই প্রক্রিয়াকে বলা হয় 'স্লাইডিং'। গ্রাফিনের স্তরগুলোর মধ্যকার তুলনামূলক দুর্বল আকর্ষণ বলের কারণেই এটি করা সম্ভব হয়েছে। ভোল্টেজ প্রয়োগের ফলে স্তরগুলো এক বিন্যাস থেকে অন্য বিন্যাসে সরে যায়।

গবেষণায় দেখা গেছে:

বার্নাল (Bernal) বিন্যাস যুক্ত থাকে অচৌম্বকীয় অবস্থার সঙ্গে।

রম্বোহেড্রাল (Rhombohedral) বিন্যাস যুক্ত থাকে ফেরোম্যাগনেটিক অবস্থার সঙ্গে। অর্থাৎ, বিদ্যুতের সাহায্যে গ্রাফিনের স্তরবিন্যাস পরিবর্তন করে এর চৌম্বকীয় অবস্থা পুরোপুরি নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব।

বিদ্যুৎ ছাড়াই তথ্য ধরে রাখার সুবিধা

এই গবেষণার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ দিক হলো, পরিবর্তিত অবস্থা ধরে রাখার জন্যে সারাক্ষণ বিদ্যুৎ সংযোগ বা শক্তি খরচ করার প্রয়োজন হয় না। স্তরগুলোর পুনর্বিন্যাসের ফলে যে-নতুন অবস্থার সৃষ্টি হয়, তা ভোল্টেজ সরিয়ে নেওয়ার পরও বহাল থাকে। গবেষকেরা বিদ্যুতের সাহায্যে চৌম্বকীয় ও অচৌম্বকীয় অবস্থার মধ্যে বারবার এই পরিবর্তন ঘটিয়েও দেখিয়েছেন। প্রযুক্তির ভাষায় এই বৈশিষ্ট্যকে বলা হয় নন-ভোলাটাইল (Non-volatile), অর্থাৎ, বাহ্যিক বিদ্যুৎ সরবরাহ বন্ধ থাকলেও তথ্য বা অবস্থা অক্ষুণ্ণ থাকে।

ভবিষ্যতে এই কৌশল কাজে লাগিয়ে এমন মেমোরি ডিভাইস তৈরি করা সম্ভব, যেখানে পদার্থের স্থায়ী কাঠামোগত অবস্থার মাধ্যমে তথ্য সংরক্ষণ করা হবে। পাশাপাশি, গ্রাফিনের স্তরবিন্যাস নিয়ন্ত্রণ করে অতিপরিবাহিতার (Superconductivity) মতো কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্যগুলোও পরিবর্তন করা যায় কি না, বিজ্ঞানীরা এখন সেটারও খোঁজ করছেন। তবে এই সম্ভাবনাগুলোকে এখনই ব্যবহারিক প্রযুক্তি হিসেবে বাজারে আসার কথা ভাবা ঠিক হবে না; কারণ এর জন্যে আরও অনেক গবেষণা প্রয়োজন।

এই গবেষণাটি প্রমাণ করে, কোনও পদার্থের মৌলিক উপাদান না বদলিয়েও কেবল তার পরমাণুর স্তরগুলোর বিন্যাস পাল্টে দিয়ে চমৎকারভাবে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলো নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব। ভবিষ্যতে এই পদ্ধতি উন্নত তথ্য সংরক্ষণ ব্যবস্থা ও আধুনিক কোয়ান্টাম উপাদান তৈরির নতুন পথ খুলে দিতে পারে।

📰 Journal Reference:

Brandon, D.  et al.

Gate-induced layer sliding drives non-volatile switching of magnetism in tetralayer graphene.

Nature Nanotechnology (2026). 

DOI: 10.1038/s41565-026-02306-x