हाल के एक अध्ययन में, भारतीय वैज्ञानिकों ने सिल्वर एंटीमनी सेलेनाइड (AgSbSe 2 ) में अल्ट्रालो थर्मल कंडक्टिविटी की उत्पत्ति का पता लगाया है, जो एक क्रिस्टलीय ठोस है जिसमें आशाजनक थर्मोइलेक्ट्रिक अनुप्रयोग हैं। उन्होंने पाया है कि AgSbSe 2 ने स्थानीय संरचना को विकृत कर दिया है, जो औसत संरचना को बरकरार रखते हुए, अति-निम्न तापीय चालकता का परिणाम है। यह काम गर्मी परिवहन की उत्पत्ति को समझने के लिए सामग्री की स्थानीय संरचना की जांच के महत्व को सामने लाता है।
हीट ट्रांसपोर्ट पदार्थ के मूलभूत गुणों में से एक है, और इसके कई अनुप्रयोग हैं, जैसे सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स, थर्मोइलेक्ट्रिक्स और थर्मल बैरियर कोटिंग। ऊष्मा एक माध्यम के गर्म सिरे से ठंडे सिरे तक तब तक फैलती है जब तक कि वे थर्मोडायनामिक संतुलन में न हों। क्रिस्टलीय पदार्थों में, जहां परमाणुओं को आवधिक और क्रमबद्ध तरीके से बारीकी से व्यवस्थित किया जाता है, गर्मी मुख्य रूप से चालन से गुजरती है। वे परमाणुओं की घनिष्ठ व्यवस्था के कारण अत्यधिक तापीय प्रवाहकीय होते हैं जो सुगम ऊष्मा परिवहन की सुविधा प्रदान करते हैं। ऊष्मा चालन तब होता है जब पड़ोसी परमाणु कंपन करते हैं और ऊष्मा को स्थानांतरित करते हैं। जिस दर पर ऊष्मा एक गर्म सिरे से ठंडे सिरे तक स्थानांतरित हो सकती है, उसे तापीय चालकता कहा जाता है, और अक्सर इस तापीय चालकता का निरपेक्ष मान विभिन्न उद्योगों में किसी सामग्री की प्रयोज्यता को निर्धारित करता है। बहुत अधिक तापीय चालकता वाली सामग्री का व्यापक रूप से सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स में हीट सिंक के रूप में या हीट रेडिएटर्स के रूप में उपयोग किया जाता है, जबकि अल्ट्रा-लो थर्मल कंडक्टिव सामग्री गर्मी इन्सुलेशन अनुप्रयोगों या थर्मोइलेक्ट्रिक्स में उपयोगी होती है। इसलिए, सामग्री के ताप परिवहन का अध्ययन और समझना मौलिक और व्यावहारिक दोनों दृष्टिकोणों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
प्रो. कनिष्क बिस्वास और उनके छात्र डॉ. मोइनक दत्ता, जवाहरलाल नेहरू सेंटर फॉर एडवांस्ड साइंटिफिक रिसर्च ( जेएनसीएएसआर ), बैंगलोर, विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग, भारत सरकार के एक स्वायत्त संस्थान, ने ‘अंगवेन्ते केमी’ में प्रकाशित अपने हालिया पेपर में। AgSbSe 2 में पराबैंगनी तापीय चालकता की उत्पत्ति की जांच की है।
जबकि, क्रिस्टलीय सामग्री अत्यधिक तापीय प्रवाहकीय होती है, AgSbSe 2 मानदंड की अवहेलना करती है और कांच जैसी अनाकार सामग्री की तरह तापीय चालकता प्रदर्शित करती है। गर्मी परिवहन में इस तरह की विसंगति की जांच करने के लिए, उन्होंने सिंक्रोट्रॉन एक्स-रे पेयर डिस्ट्रीब्यूशन फंक्शन (पीडीएफ) विश्लेषण नामक तकनीक का उपयोग करके क्रिस्टल के स्थानीय रूप से समन्वित वातावरण के अंदर परमाणुओं की व्यवस्था की जांच की। विश्लेषण के माध्यम से, उन्होंने देखा कि तथाकथित समय-समय पर ऑर्डर किया गया और क्रिस्टलीय AgSbSe 2 वास्तव में स्थानीय स्तर पर ऐसा ऑर्डर नहीं किया गया है। धनायन Sb को अपनी आदर्श स्थिति से दूर-केंद्रित पाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप अन्यथा पूर्ण व्यवस्थित व्यवस्था विकृत हो जाती है। यह स्थानीय रूप से समरूपता को तोड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप कम तापीय चालकता होती है।
AgSbSe 2 के समय-समय पर ऑर्डर किए गए क्रिस्टल होने की शुरुआत के प्रभाव के बारे में बताते हुए, प्रो. कनिष्क बिस्वास ने कहा कि Sb की विकृति केवल कुछ एंगस्ट्रॉम तक ही सीमित है, और छह अलग-अलग स्थितियों में Sb विरूपण की समान संभावना है, जो अक्सर ध्रुवीय होती हैं। विपरीत दिशाओं मे। “इसलिए, जब बड़ी संख्या में परमाणुओं के लिए देखा जाता है, तो छह स्थितियां औसत दिखती हैं जैसे कि एसबी वास्तव में अपनी आदर्श स्थिति में बैठता है। इस प्रकार, AgSbSe 2 की ऐसी विकृत स्थानीय संरचना , औसत संरचना को बरकरार रखते हुए, अति-निम्न तापीय चालकता के परिणामस्वरूप हुई, ”उन्होंने बताया।
डीएसटी सिंक्रोट्रॉन एक्सेस प्रोग्राम द्वारा समर्थित भारत-डीईएसवाई (ड्यूशस एलेक्ट्रोनन-सिंक्रोट्रॉन) सहयोग के तहत किया गया सिंक्रोट्रॉन एक्स-रे पीडीएफ प्रयोग यह स्थापित करता है कि अधिक बार नहीं, सामग्री के अधिकांश मौलिक भौतिक गुणों का पता उनकी स्थानीय संरचना से लगाया जा सकता है, जो इसे केवल तभी समझा जा सकता है जब इसे परमाणु पैमाने में गहराई से देखा जाए।