Tuesday 28 January 2014

Brontë Story


'On this day in 1846, the Brontë sisters wrote to the publishers Aylott & Jones, offering a book of poetry by the three "Bells" — "Currer" (Charlotte Brontë), "Ellis" (Emily Brontë) and "Acton" (Anne Bronte). The pseudonyms were chosen, saidCharlotte later, for their “positively masculine” ring. When the poetry book was published the following May, at the sisters' own expense, it sold just two copies. In her biography of Charlotte, Elizabeth Gaskell tells of interviewing various residents of Haworth to see what they knew of the sisters at this time, as “Bells” or Brontës. One such was the local stationer, who portrays the three as firm but friendly, and devoted to their craft:

"…I had not much acquaintance with the family till about 1843, when I began to do a little in the stationery line. Nothing of that kind could be had nearer than Keighley before I began. They used to buy a great deal of writing paper, and I used to wonder whatever they did with so much. I sometimes thought they contributed to the Magazines. When I was out of stock, I was always afraid of their coming; they seemed so distressed about it, if I had none. I have walked to Halifax (a distance of 10 miles) many a time, for half a ream of paper, for fear of being without it when they came…. I did so like them to come when I had anything for them; they were so much different to anybody else; so gentle and kind, and so very quiet."'

 — at Haworth Parsonage.


AnneEmily, and Charlotte Brontë, by their brother Branwell (c. 1834). He painted himself among his sisters, but later removed the image so as not to clutter the picture.






Sunday 26 January 2014

প্রেম ♥♪♥ Prem


শ্রুতিনাটক
প্রেম ♥♪♥ Prem
পার্থ ঘোষ
গৌরী ঘোষ 

http://www.mediafire.com/download/6r4wsw073adoxl4/Prem.zip
http://gaanegaane.blogspot.ca/2012/02/prem-sruti-natok-partha-gouri-ghosh.html

Saturday 25 January 2014

কর্ণ-কুন্তী-সংবাদ :: Karnakunti Sambad


শ্রুতিনাটক

কর্ণ-কুন্তী-সংবাদ

পার্থ ঘোষ
গৌরী ঘোষ
Karnakunti Sambad- Partha Ghosh n Gouri Ghosh


Karnakunti Sambad- Partha Ghosh n Gouri Ghosh

Karnakunti Sambad- Partha Ghosh n Gouri Ghosh

    
Published on Jan 17, 2014
ANJAN
  • Category

  • License

    Standard YouTube License

কর্ণ।
পুণ্য জাহ্নবীর তীরে সন্ধ্যাসবিতার
বন্দনায় আছি রত। কর্ণ নাম যার
অধিরথসূতপুত্র, রাধাগর্ভজাত
সেই আমি-- কহো মোরে তুমি কে গো মাতঃ!


কুন্তী।
বৎস, তোর জীবনের প্রথম প্রভাতে
পরিচয় করায়েছি তোরে বিশ্ব-সাথে
সেই আমি, আসিয়াছি ছাড়ি সর্ব লাজ
তোরে দিতে আপনার পরিচয় আজ।


কর্ণ।
দেবী, তব নতনেত্রকিরণসম্পাতে
চিত্ত বিগলিত মোর, সূর্যকরঘাতে
শৈলতুষারের মতো। তব কণ্ঠস্বর
যেন পূর্বজন্ম হতে পশি কর্ণ-'পর
জাগাইছে অপূর্ব বেদনা। কহো মোরে
জন্ম মোর বাঁধা আছে কী রহস্য-ডোরে
তোমা সাথে হে অপরিচিতা!


কুন্তী।
ধৈর্য ধর্‌,
ওরে বৎস, ক্ষণকাল। দেব দিবাকর
আগে যাক অস্তাচলে। সন্ধ্যার তিমির
আসুক নিবিড় হয়ে।-- কহি তোরে বীর,
কুন্তি আমি।


কর্ণ।
তুমি কুন্তী! অর্জুনজননী!


কুন্তী।
অর্জুনজননী বটে! তাই মনে গণি
দ্বেষ করিয়ো না বৎস। আজো মনে পড়ে
অস্ত্রপরীক্ষার দিন হস্তিনানগরে
তুমি ধীরে প্রবেশিলে তরুণকুমার
রঙ্গস্থলে, নক্ষত্রখচিত পূর্বাশার
প্রান্তদেশে নবোদিত অরুণের মতো।
যবনিকা-অন্তরালে নারী ছিল যত
তার মধ্যে বাক্যহীনা কে সে অভাগিনী
অতৃপ্ত স্নেহক্ষুধার সহস্র নাগিনী
জাগায়ে জর্জর বক্ষে-- কাহার নয়ন
তোমার সর্বাঙ্গে দিল আশিস্‌-চুম্বন।
অর্জুনজননী সে যে। যবে কৃপ আসি
তোমারে পিতার নাম শুধালেন হাসি,
কহিলেন "রাজকুলে জন্ম নহে যার
অর্জুনের সাথে যুদ্ধে নাহি অধিকার'--
আরক্ত আনত মুখে না রহিল বাণী,
দাঁড়ায়ে রহিলে, সেই লজ্জা-আভাখানি
দহিল যাহার বক্ষ অগ্নিসম তেজে
কে সে অভাগিনী। অর্জুনজননী সে যে।
পুত্র দুর্যোধন ধন্য, তখনি তোমারে
অঙ্গরাজ্যে কৈল অভিষেক। ধন্য তারে।
মোর দুই নেত্র হতে অশ্রুবারিরাশি
উদ্দেশে তোমারি শিরে উচ্ছ্বসিল আসি
অভিষেক-সাথে। হেনকালে করি পথ
রঙ্গমাঝে পশিলেন সূত অধিরথ
আনন্দবিহ্বল। তখনি সে রাজসাজে
চারি দিকে কুতূহলী জনতার মাঝে
অভিষেকসিক্ত শির লুটায়ে চরণে
সূতবৃদ্ধে প্রণমিলে পিতৃসম্ভাষণে।
ক্রূর হাস্যে পাণ্ডবের বন্ধুগণ সবে
ধিক্কারিল; সেইক্ষণে পরম গরবে
বীর বলি যে তোমারে ওগো বীরমণি
আশিসিল, আমি সেই অর্জুনজননী।


কর্ণ।
প্রণমি তোমারে আর্যে। রাজমাতা তুমি,
কেন হেথা একাকিনী। এ যে রণভূমি,
আমি কুরুসেনাপতি।


কুন্তী।
পুত্র, ভিক্ষা আছে--
বিফল না ফিরি যেন।


কর্ণ।
ভিক্ষা, মোর কাছে!
আপন পৌরুষ ছাড়া, ধর্ম ছাড়া আর
যাহা আজ্ঞা কর দিব চরণে তোমার।


কুন্তী।
এসেছি তোমারে নিতে।


কর্ণ।
কোথা লবে মোরে!


কুন্তী।
তৃষিত বক্ষের মাঝে-- লব মাতৃক্রোড়ে।


কর্ণ।
পঞ্চপুত্রে ধন্য তুমি, তুমি ভাগ্যবতী,
আমি কুলশীলহীন ক্ষুদ্র নরপতি--
মোরে কোথা দিবে স্থান।


কুন্তী।
সর্ব-উচ্চভাগে
তোমারে বসাব মোর সর্বপুত্র-আগে
জ্যেষ্ঠ পুত্র তুমি।


কর্ণ।
কোন্‌ অধিকার-মদে
প্রবেশ করিব সেথা। সাম্রাজ্যসম্পদে
বঞ্চিত হয়েছে যারা মাতৃস্নেহধনে
তাহাদের পূর্ণ অংশ খণ্ডিব কেমনে
কহো মোরে। দ্যূতপণে না হয় বিক্রয়,
বাহুবলে নাহি হারে মাতার হৃদয়--
সে যে বিধাতার দান।


কুন্তী।
পুত্র মোর, ওরে,
বিধাতার অধিকার লয়ে এই ক্রোড়ে
এসেছিলি একদিন-- সেই অধিকারে
আয় ফিরে সগৌরবে, আয় নির্বিচারে_
সকল ভ্রাতার মাঝে মাতৃ-অঙ্কে মম
লহো আপনার স্থান।


কর্ণ।
শুনি স্বপ্নসম,
হে দেবী, তোমার বাণী। হেরো, অন্ধকার
ব্যাপিয়াছে দিগ্‌বিদিকে, লুপ্ত চারি ধার--
শব্দহীনা ভাগীরথী। গেছ মোরে লয়ে
কোন্‌ মায়াচ্ছন্ন লোকে, বিস্মৃত আলয়ে,
চেতনাপ্রত্যুষে। পুরাতন সত্যসম
তব বাণী স্পর্শিতেছে মুগ্ধচিত্ত মম।
অস্ফুট শৈশবকাল যেন রে আমার,
যেন মোর জননীর গর্ভের আঁধার
আমারে ঘেরিছে আজি। রাজমাতঃ অয়ি,
সত্য হোক, স্বপ্ন হোক, এসো স্নেহময়ী
তোমার দক্ষিণ হস্ত ললাটে চিবুকে
রাখো ক্ষণকাল। শুনিয়াছি লোকমুখে
জননীর পরিত্যক্ত আমি। কতবার
হেরেছি নিশীথস্বপ্নে জননী আমার
এসেছেন ধীরে ধীরে দেখিতে আমায়,
কাঁদিয়া কহেছি তাঁরে কাতর ব্যথায়
"জননী, গুণ্ঠন খোলো, দেখি তব মুখ'--
অমনি মিলায় মূর্তি তৃষার্ত উৎসুক
স্বপনেরে ছিন্ন করি। সেই স্বপ্ন আজি
এসেছে কি পাণ্ডবজননীরূপে সাজি
সন্ধ্যাকালে, রণক্ষেত্রে, ভাগীরথীতীরে।
হেরো দেবী, পরপারে পাণ্ডবশিবিরে
জ্বলিয়াছে দীপালোক, এ পারে অদূরে
কৌরবের মন্দুরায় লক্ষ অশ্বখুরে
খর শব্দ উঠিছে বাজিয়া। কালি প্রাতে
আরম্ভ হইবে মহারণ। আজ রাতে
অর্জুনজননীকণ্ঠে কেন শুনিলাম
আমার মাতার স্নেহস্বর। মোর নাম
তাঁর মুখে কেন হেন মধুর সংগীতে
উঠিল বাজিয়া-- চিত্ত মোর আচম্বিতে
পঞ্চপাণ্ডবের পানে "ভাই' ব'লে ধায়।


কুন্তী।
তবে চলে আয় বৎস, তবে চলে আয়।


কর্ণ।
যাব মাতঃ, চলে যাব, কিছু শুধাব না--
না করি সংশয় কিছু না করি ভাবনা।
দেবী, তুমি মোর মাতা! তোমার আহ্বানে
অন্তরাত্মা জাগিয়াছে-- নাহি বাজে কানে
যুদ্ধভেরী, জয়শঙ্খ-- মিথ্যা মনে হয়
রণহিংসা, বীরখ্যাতি, জয়পরাজয়।
কোথা যাব, লয়ে চলো।


কুন্তী।
ওই পরপারে
যেথা জ্বলিতেছে দীপ স্তব্ধ স্কন্ধাবারে
পাণ্ডুর বালুকাতটে।


কর্ণ।
হোথা মাতৃহারা
মা পাইবে চিরদিন! হোথা ধ্রুবতারা
চিররাত্রি রবে জাগি সুন্দর উদার
তোমার নয়নে! দেবী, কহো আরবার
আমি পুত্র তব।


কুন্তী।
পুত্র মোর!


কর্ণ।
কেন তবে
আমারে ফেলিয়া দিলে দূরে অগৌরবে
কুলশীলমানহীন মাতৃনেত্রহীন
অন্ধ এ অজ্ঞাত বিশ্বে। কেন চিরদিন
ভাসাইয়া দিলে মোরে অবজ্ঞার স্রোতে--
কেন দিলে নির্বাসন ভ্রাতৃকুল হতে।
রাখিলে বিচ্ছিন্ন করি অর্জুনে আমারে--
তাই শিশুকাল হতে টানিছে দোঁহারে
নিগূঢ় অদৃশ্য পাশ হিংসার আকারে
দুর্নিবার আকর্ষণে। মাতঃ, নিরুত্তর?
লজ্জা তব ভেদ করি অন্ধকার স্তর
পরশ করিছে মোরে সর্বাঙ্গে নীরবে--
মুদিয়া দিতেছে চক্ষু। থাক্‌, থাক্‌ তবে--
কহিয়ো না কেন তুমি ত্যজিলে আমারে।
বিধির প্রথম দান এ বিশ্বসংসারে
মাতৃস্নেহ, কেন সেই দেবতার ধন
আপন সন্তান হতে করিলে হরণ
সে কথার দিয়ো না উত্তর। কহো মোরে
আজি কেন ফিরাইতে আসিয়াছ ক্রোড়ে।


কুন্তী।
হে বৎস, ভর্ৎসনা তোর শতবজ্রসম
বিদীর্ণ করিয়া দিক এ হৃদয় মম
শত খণ্ড করি। ত্যাগ করেছিনু তোরে
সেই অভিশাপে পঞ্চপুত্র বক্ষে ক'রে
তবু মোর চিত্ত পুত্রহীন--তবু হায়,
তোরি লাগি বিশ্বমাঝে বাহু মোর ধায়,
খুঁজিয়া বেড়ায় তোরে। বঞ্চিত যে ছেলে
তারি তরে চিত্ত মোর দীপ্ত দীপ জ্বেলে
আপনারে দগ্ধ করি করিছে আরতি
বিশ্বদেবতার। আমি আজি ভাগ্যবতী,
পেয়েছি তোমার দেখা। যবে মুখে তোর
একটি ফুটে নি বাণী তখন কঠোর
অপরাধ করিয়াছি-- বৎস, সেই মুখে
ক্ষমা কর্‌ কুমাতায়। সেই ক্ষমা বুকে
ভর্ৎসনার চেয়ে তেজে জ্বালুক অনল,
পাপ দগ্ধ ক'রে মোরে করুক নির্মল।


কর্ণ।
মাতঃ, দেহো পদধূলি, দেহো পদধূলি--
লহো অশ্রু মোর।


কুন্তী।
তোরে লব বক্ষে তুলি
সে সুখ-আশায় পুত্র আসি নাই দ্বারে।
ফিরাতে এসেছি তোরে নিজ অধিকারে।
সূতপুত্র নহ তুমি, রাজার সন্তান--
দূর করি দিয়া বৎস, সর্ব অপমান
এসো চলি যেথা আছে তব পঞ্চ ভ্রাতা।


কর্ণ।
মাতঃ, সূতপুত্র আমি, রাধা মোর মাতা,
তার চেয়ে নাহি মোর অধিক গৌরব।
পাণ্ডব পাণ্ডব থাক্‌, কৌরব কৌরব--
ঈর্ষা নাহি করি কারে।


কুন্তী।
রাজ্য আপনার
বাহুবলে করি লহো, হে বৎস, উদ্ধার।
দুলাবেন ধবল ব্যজন যুধিষ্ঠির,
ভীম ধরিবেন ছত্র, ধনঞ্জয় বীর
সারথি হবেন রথে, ধৌম্য পুরোহিত
গাহিবেন বেদমন্ত্র-- তুমি শত্রুজিৎ
অখণ্ড প্রতাপে রবে বান্ধবের সনে
নিঃসপত্ন রাজ্যমাঝে রত্নসিংহাসনে।


কর্ণ।
সিংহাসন! যে ফিরালো মাতৃস্নেহ পাশ--
তাহারে দিতেছ, মাতঃ, রাজ্যের আশ্বাস।
একদিন যে সম্পদে করেছ বঞ্চিত
সে আর ফিরায়ে দেওয়া তব সাধ্যাতীত।
মাতা মোর, ভ্রাতা মোর, মোর রাজকুল
এক মুহূর্তেই মাতঃ,করেছ নির্মূল
মোর জন্মক্ষণে। সূতজননীরে ছলি
আজ যদি রাজজননীরে মাতা বলি,
কুরুপতি কাছে বদ্ধ আছি যে বন্ধনে
ছিন্ন ক'রে ধাই যদি রাজসিংহাসনে,
তবে ধিক্‌ মোরে।


কুন্তী।
বীর তুমি, পুত্র মোর,
ধন্য তুমি। হায় ধর্ম, এ কী সুকঠোর
দণ্ড তব। সেইদিন কে জানিত হায়,
ত্যজিলাম যে শিশুরে ক্ষুদ্র অসহায়
সে কখন বলবীর্য লভি কোথা হতে
ফিরে আসে একদিন অন্ধকার পথে,
আপনার জননীর কোলের সন্তানে
আপন নির্মম হস্তে অস্ত্র আসি হানে।
এ কী অভিশাপ!


কর্ণ।
মাতঃ, করিয়ো না ভয়।
কহিলাম, পাণ্ডবের হইবে বিজয়।
আজি এই রজনীর তিমিরফলকে
প্রত্যক্ষ করিনু পাঠ নক্ষত্র-আলোকে
ঘোর যুদ্ধ-ফল। এই শান্ত স্তব্ধ ক্ষণে
অনন্ত আকাশ হতে পশিতেছে মনে
জয়হীন চেষ্টার সংগীত, আশাহীন
কর্মের উদ্যম-- হেরিতেছি শান্তিময়
শূন্য পরিণাম। যে পক্ষের পরাজয়
সে পক্ষ ত্যজিতে মোরে কোরো না আহ্বান।
জয়ী হোক, রাজা হোক পাণ্ডবসন্তান--
আমি রব নিষ্ফলের, হতাশের দলে।
জন্মরাত্রে ফেলে গেছ মোরে ধরাতলে
নামহীন, গৃহহীন-- আজিও তেমনি
আমারে নির্মমচিত্তে তেয়াগো জননী
দীপ্তিহীন কীর্তিহীন পরাভব-'পরে।
শুধু এই আশীর্বাদ দিয়ে যাও মোরে
জয়লোভে যশোলোভে রাজ্যলোভে, অয়ি,
বীরের সদ্‌গতি হতে ভ্রষ্ট নাহি হই।


১৫ ফাল্গুন, ১৩০৬ 

Saturday 4 January 2014

Beyond graphene

Other materials can be made into ultra-thin nanosheets. Jon Evans finds out whether they can generate the same buzz
metal dichalcogenide
© Andras Kis
For the past decade, graphene has been the undisputed champion of the material world. This single atom thick layer of carbon is the thinnest known material and the strongest ever measured; it is also a much better conductor of electricity than copper, able to sustain a current density six orders of magnitude higher. It has already netted its discoverers, Andre Geim and Konstantin Novoselov at the University of Manchester in the UK, a Nobel prize in chemistry and is predicted to transform a suite of different technologies, from computing to coatings to chemical sensors.
The problem with being a champion, of course, is that you’re always being challenged by upstarts looking to usurp your position, and this is beginning to happen with graphene. Like graphene, these upstarts are two-dimensional crystals consisting of a thin layer of atoms, and while they possess many of the same properties as graphene they also boast a couple of new ones. Although they haven’t yet succeeded in pushing graphene off its perch, they’ve certainly managed to muscle their way on there as well.
‘When people were getting a bit tired with graphene, two-dimensional crystals appeared and brought a new rival into the area,’ says Novoselov. Far from being a threat, however, these new rivals could end up being the making of graphene.

Transition metals

It was actually Novoselov and Geim who first showed that the same process they used to produce graphene, which involved carefully pulling a single layer of graphene from a lump of graphite with a piece of sticky tape, could also produce other two-dimensional crystals. In a 2005 paper,1 they reported using this technique to produce a range of two dimensional crystals from materials with a similar layered structure to graphite, including molybdenum disulfide (MoS2), niobium diselenide (NbSe2) and boron nitride (BN).
hybrid layered materials
It is by combining different 2D materials that researchers hope to make the most out of them © Andras Kis
For the first few years, graphene received almost all the attention, but now scientists are beginning to turn to these other two-dimensional crystals, particularly the transition metal dichalcogenides. As their name suggests, these are made up of transition metals such as molybdenum, tungsten or niobium linked with chalcogens such as sulfur or selenium.
Unlike graphene, these compounds don’t actually consist of a single layer of atoms. Rather, they comprise a layer of transition metal atoms sandwiched between two layers of chalcogen atoms. However, the atoms in these three layers are strongly held together by covalent bonds, whereas each three-layer sheet is only linked to its neighbours by weak van der Waals bonds, allowing individual sheets to be separated from each other.
Despite the different atomic structure, transition metal dichalcogenides share some of graphene’s impressive properties, driven by the fact that they are essentially all surface. Both are obviously very thin, although graphene is thinner, and both are very strong, although graphene is stronger. They also share some of the same challenges, especially in terms of finding methods to produce them at large scales. Painstakingly peeling individual two-dimensional sheets from a three-dimensional crystal, known as mechanical exfoliation, clearly does not lend itself to mass production.
For transition metal dichalcogenides, better methods include chemical exfoliation, in which three-dimensional crystals are sonicated in solvents to release individual sheets, and chemical vapour deposition (CVD), which is already commonly used to produce carbon nanotubes. CVD involves passing one or more gases containing the component elements over a flat substrate, where they react together to form the two-dimensional crystal. One problem with these methods, however, is that the sheets they produce often aren’t as pristine as those produced by mechanical exfoliation, tending to contain more defects.

Interesting differences

It’s the ways in which the other two-dimensional crystals differ from graphene that offer most promise, however. Graphene is better at conducting electricity than copper, but many transition metal dichalcogenides are natural semiconductors, and boron nitride is an insulator. Furthermore, different transition metal dichalcogenides possess different semiconducting properties. So while graphene does undoubtedly possess some impressive physical properties, the broad suite of other two-dimensional crystals, including over 40 different transition metal dichalcogenides, gives scientists a lot more to play with.
MoS2 membranes
Membranes of MoS2 can be used to detect compounds by changes in their resonant frequency © Philip Feng, Zenghui Wang / Case Western Reserve University
In some cases, this means that certain transition metal dichalcogenides can do exactly what graphene does, only slightly better. For example, individual sheets of graphene are effective chemical sensors, able to detect chemicals via two different mechanisms. The first involves the change in electrical conductivity caused by compounds adhering to the surface of a graphene sheet. The second involves using it as a resonator: if suspended, graphene will naturally vibrate, or resonate, at a specific frequency, which changes when a chemical adheres to it.
Scientists have recently discovered that the same thing happens with other two-dimensional crystals. In 2013, Philip Feng and his colleagues at Case Western Reserve University in Cleveland, US, showed that suspended sheets of MoS2 can actually vibrate faster than graphene, suggesting they could make even more sensitive sensors.2
‘We’ve been actively studying MoS2 nanomechanical resonators vibrating at very high frequencies (in the VHF radio band), as high frequency devices require them to be smaller, thus offering higher speed and higher responsivity and sensitivities to external stimuli and disturbances,’ explains Feng. ‘So VHF MoS2resonators have strong potential for detecting specific compounds in gas-phase sensing and analysis.’
Feng is also looking to enhance the sensing abilities of MoS2 still further, by combining the resonator and conductivity detection mechanisms; he is helped in this aim by the fact that MoS2 is a semiconductor. ‘By combining the attractive coupled electro-mechanical properties, we hope to develop interesting sensors with more integrated functionalities,’ he says.
In other cases, it means that transition metal dichalcogenides can achieve feats that are simply not possible for graphene. For example, unlike graphene, transition metal dichalcogenides have catalytic abilities, with MoS2 being able to catalyse hydrogen evolution reactions. Studies have shown that it’s the edges of MoS2sheets that are responsible for this catalytic activity, which is usually fairly weak.
Recently, however, materials scientists from the US and Korea, led by Jiaxing Huang at Northwestern University in Illinois, have managed to increase the catalytic activity of both MoS2 and tungsten sulfide (WS2) by depositing gold nanoparticles on them.3 They do this by simply mixing chemically exfoliated sheets of MoS2 and WS2 with hexachloroauric acid in water, with the sheets reducing the acid and causing gold nanoparticles to form on their surface.
Interestingly, this process works best with sheets possessing lots of defects, as the gold nanoparticles preferentially form at defect sites such as sheet edges and grain boundaries, where the three layers making up individual sheets don’t quite line up with each other. Huang and his team found that covering sheets of MoS2 and WS2 with gold nanoparticles in this way greatly enhances their ability to catalyse hydrogen evolution reactions.
Huang says this increase in catalytic activity is probably due to the gold nanoparticles enhancing charge transport between different sheets, which suggests that these gold-covered sheets should be able to catalyse any electrocatalytic reactions. In addition, Huang thinks the same basic approach could be used to cover the sheets with various other nanoparticles, potentially allowing them to catalyse other types of reactions.

Perfectly useful imperfections

Defects may also be responsible for another interesting property that so far has only been predicted for transition metal dichalcogenides. Scientists in the US, led by Boris Yakobson at Rice University in Houston, recently calculated that transition metal dichalcogenides should be magnetic, at least at grain boundaries.4
magnetic domains
Transition metal dichalcogenides can have magnetic properties at grain boundaries (red = spin-oriented; green = opposite spin) © Zhuhua Zhang, Rice University
Yakobson’s team was conducting theoretical studies on the grain boundaries that form when transition metal dichalcogenides are produced by CVD. This revealed that the boundaries should display a small magnetic moment, caused by the spins of the electrons in the vicinity of the boundaries aligning with each other. ‘It doesn’t matter how you grow them,’ explains Yakobson. ‘These misoriented areas eventually collide, and that’s where you find topological defects. It turns out that – and I like this mechanistic metaphor – they squeeze magnetism out of nonmagnetic material.’ Graphene also possesses grain boundaries, but Yakobson’s calculations suggest they aren’t magnetic, due to graphene’s conductivity and single-layer structure.
The next step is to detect this magnetism experimentally, which is far from easy at these small scales. So Yakobson is now looking to collaborate with a team from Tsinghua University in Beijing, China, to obtain this experimental proof. If they do find it, this will offer further evidence that transition metal dichalcogenides are actually better positioned than graphene to transform computing.
Modern computing is built on the semiconducting properties of silicon; in particular, its ability to allow current to pass under certain conditions but not under others. This allows the creation of the switch-like transistors that physically underpin the digital world’s ones and zeroes.
The problem with graphene is that it isn’t a semiconductor, it’s a very efficient conductor: a switch that can’t be turned off. Graphene can be transformed into a semiconductor by chemically modifying it or by physically deforming it, but transition metal dichalcogenides such as MoS2 are natural semiconductors. Find a way to construct transistors out of them and you can shrink computer circuits down to atomic scales, a feat that would be impossible with conventional silicon-based technology.
If transition metal dichalcogenides turn out to be magnetic as well, then that raises the possibility of using them to develop a whole new type of computing, in which the digital ones and zeroes are encoded in the spin states of electrons, rather than in electric charge. Known as spintronics, this switching between spin states can be achieved with an applied magnetic field and should offer much faster computer processing.
Some scientists have even suggested that transition metal dichalcogenides could form the basis for yet another new type of computing, known as valleytronics. Electrons travel through crystals in waves, with these waves located in certain valleys of minimum energy. In valleytronics, the idea is to switch electrons between two different valleys as a way to encode the digital ones and zeroes. Rather handily, MoS2possesses two such valleys and a couple of research groups recently showed that it was possible to switch electrons between these two valleys using polarised light.5

Life in the old graphene yet

All is not lost for graphene, though, because although modern computer circuits are built on semiconductors, they also require conductors and insulators. Thus, if you want to construct an atomic-scale circuit from transition metal dichalcogenides, you’ll also need to use graphene as the conductor and maybe boron nitride as the insulator.
This is exactly what Andras Kis and his colleagues at the Swiss Federal Polytechnic School in Lausanne have done. In 2011, they created a transistor consisting of a single layer of MoS2 as a semiconducting channel between two gold electrodes,6 before then replacing them with two graphene electrodes. Most recently, by placing a third layer of graphene on top of the MoS2 layer to act as charge trapping device known as a floating gate, they created a nonvolatile memory cell.7 Kis and his colleagues have already started to connect a few of these transistors and memory cells together to form simple circuits.
Indeed, the real potential of two-dimensional crystals comes not from using them in isolation but in joining them together to form heterostructures. If you join lots of graphene sheets together then you get bulk graphite and if you join together lots of MoS2 sheets together then you get bulk MoS2. But if you join graphene sheets and MoS2 sheets together, then you get a material that doesn’t exist in nature and may possess some very interesting properties.
solar cell
Novoselov’s team has created an efficient solar cell using layers of graphene and tungsten disulfide sheets © Konstantin Novoselov
This is where Novoselov’s interest currently lies. ‘We use combinations of different materials and each of those materials plays its own role,’ he says. ‘The types and sheer number of physical phenomena which we observe by combining several crystals are really exciting and quite promising in terms of applications.’
By sandwiching a sheet of WS2 between two sheets of graphene, Novoselov and his team have already managed to produce a very efficient solar cell.8 The graphene sheets are chemically modified such that electrons are the major charge carrier in one of them and holes (gaps produced by missing electrons) are the major charge carrier in the other.
Graphene is naturally transparent and so the two graphene sheets allow light to pass through them to the semiconducting WS2 sheet. As is the case with silicon, when light hits the WS2 sheet, it generates electron·hole pairs. The electrons and holes are immediately attracted towards different graphene sheets, as one sheet is negatively charged while the other is positive, pulling the electron·hole pairs apart and generating an electric current.
In developing such heterostructures, scientists already have a lot of two-dimensional crystals to choose from, with graphene and the many different transition metal dichalcogenides, but new two-dimensional crystals continue to appear. Over the past few years, several research groups have claimed to produceatom-thick layers of silicon, termed silicene, while US scientists recently predicted that an atom-thick layer of tin – dubbed stanene – will be a topological insulator with lossless electronic conduction zones.
If this continues, graphene’s perch could soon become rather crowded.
Jon Evans is a science writer based in Bosham, UK

REFERENCES

1 K S Novoselov et al, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2005, 102, 10451 (DOI: 10.1073/pnas.0502848102)
2 J Lee et al, ACS Nano, 2013, 7, 6086 (DOI: 10.1021/nn4018872)
3 J Kim et al, J. Phys. Chem. Lett., 2013, 4, 1227 (DOI: 10.1021/jz400507t)
4 Z Zhang et al, ACS Nano, 2013, DOI: 10.1021/nn4052887
5 H Zeng et al, Nat. Nanotechnol., 2012, 7, 490 (DOI: 10.1038/nnano.2012.95)
6 S Bertolazzi, J Brivio and A Kis, ACS Nano, 2011, 5, 9703 (DOI: 10.1021/nn203879f)
7 S Bertolazzi, D Krasnozhon and A Kis, ACS Nano, 2013, 7, 3246 (DOI: 10.1021/nn3059136)
8 L Britnell et al, Science, 2013, 340, 1311 (DOI: 10.1126/science.1235547)
3 January 2014
Courtesy of: ChemistryWorld: http://www.rsc.org/chemistryworld/2014/01/2d-materials-graphene