စည်းမျဉ်းတစ်ခု-လျှပ်စစ်ဓာတ်အား သယ်ဆောင်နိုင်သည့် ရောင်စုံဆီလီကွန်ကို ချိုးဖောက်ခြင်း။

အသစ်တွေ့ရှိထားသော ဆီလီကွန်မျိုးကွဲသည် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းဖြစ်ပြီး၊ မစ်ရှီဂန်တက္ကသိုလ်မှ သုတေသီများသည် ပစ္စည်းအမျိုးအစားသည် သီးသန့်လျှပ်ကာဖြစ်ကြောင်း ယူဆချက်အပေါ်-ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သည်။

"ပစ္စည်းသည် ပြားချပ်ချပ် မျက်နှာပြင် အမျိုးအစားသစ်များ၊ ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိသော photovoltaics၊ ဝတ်ဆင်နိုင်သော အာရုံခံကိရိယာများ သို့မဟုတ် ကွဲပြားခြားနားသော ပုံစံများ သို့မဟုတ် ရုပ်ပုံများကို ပြသနိုင်သည့် အဝတ်အထည်များအတွက် အခွင့်အလမ်းကို ပွင့်စေသည်" ဟု Macromolecular Rapid Communications တွင် မကြာသေးမီက ထုတ်ဝေခဲ့သော ပစ္စည်းများ သိပ္ပံနှင့် အင်ဂျင်နီယာဆိုင်ရာ ပါမောက္ခ Richard Laine မှ ပြောကြားခဲ့သည်။

ဆီလီကွန်ဆီနှင့် ရာဘာများ-ပိုလီစီလော့ဇန်နှင့် silsesquioxanes-တို့သည် အစဉ်အလာအားဖြင့် လျှပ်ကာပစ္စည်းများဖြစ်ကြပြီး လျှပ်စစ်စီးဆင်းမှု သို့မဟုတ် အပူဒဏ်ကို ခံနိုင်ရည်ရှိသည်။ ၎င်းတို့၏ရေကို-ခံနိုင်ရည်ရှိသောဂုဏ်သတ္တိများက ၎င်းတို့အား ဇီဝဆေးဘက်ဆိုင်ရာကိရိယာများ၊ အလုံပိတ်များ၊ အီလက်ထရွန်းနစ်အပေါ်ယံပိုင်းနှင့် အခြားအရာများတွင် အသုံးဝင်စေသည်။

ဤအတောအတွင်း သမားရိုးကျ semiconductors များသည် ပုံမှန်အားဖြင့် တောင့်တင်းသည်။ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးခြင်းဆီလီကွန်သည် ဖော်ပြထားသည့် လိုက်လျောညီထွေရှိသော အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ Laine အပြင် အရောင်အမျိုးမျိုးရှိသည့် ဆီလီကွန်ကို အသုံးပြုနိုင်မည်ဖြစ်သည်။

မော်လီကျူးအဆင့်တွင်၊ ဆီလီကွန်များကို ဆီလီကွန်နှင့် ချိတ်ဆက်ထားသော အော်ဂဲနစ် (ကာဗွန်-} Si) အုပ်စုများပါရှိသော ဆီလီကွန်နှင့် အောက်ဆီဂျင်အက်တမ်များ (Si-O-Si) ၏ ကျောရိုးတစ်ခုဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ အမျိုးမျိုးသော 3D ပေါ်လီမာကွင်းဆက်များ၏ အမျိုးမျိုးသော 3D ဖွဲ့စည်းမှုများသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ချိတ်ဆက်ကာ၊ ၎င်းတို့သည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ချိတ်ဆက်ကာ၊ ခိုင်ခံ့မှု သို့မဟုတ် ပျော်ဝင်နိုင်မှုကဲ့သို့ ပစ္စည်း၏ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို ပြောင်းလဲပေးသည့် cross-လင့်ခ်ချိတ်ခြင်းဟုခေါ်သည်။

မတူညီသောလက်ဝါးကပ်တိုင်-ဆီလီကွန်ရှိဆက်စပ်ဖွဲ့စည်းပုံများကိုလေ့လာနေစဉ်တွင်၊ သုတေသနအဖွဲ့သည် ဤကိစ္စတွင် ထပ်ခါတလဲလဲယူနစ်အမျိုးအစားနှစ်မျိုးပါရှိသော ကွဲပြားသောထပ်ကျော့ယူနစ်နှစ်ခုပါရှိသော ပေါ်လီမာကွင်းဆက်ဖြစ်သည့် ကိုပေါ်လီမာရှိ လျှပ်စစ်စီးကူးနိုင်ခြေကို သုတေသနအဖွဲ့မှ အမှတ်မထင်တွေ့မိပါသည်။

Si-O-Si သည် ထပ်နေသောပတ်လမ်းများဖြင့် အီလက်ထရွန်များ ရွေ့လျားနိုင်ပုံမှ လျှပ်ကူးနိုင်ခြေ ဖြစ်ပေါ်လာသည်။ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းတွင် အဓိကပြည်နယ်နှစ်ခုရှိသည်- လျှပ်စစ်ဓာတ်မဆောင်သော မြေပြင်အခြေအနေနှင့် လျှပ်ကူးပစ္စည်းအခြေအနေတစ်ခုတို့ ပါဝင်သည်။ စိတ်လှုပ်ရှားသောအခြေအနေဟုလည်းသိကြသော conducting state သည် သတ္တုကဲ့သို့ အရာအားဖြတ်၍ ချိတ်ဆက်ထားသည့် နောက်ထပ်အီလက်ထရွန်ပတ်လမ်းကြောင်းဆီသို့ အီလက်ထရွန်အချို့ခုန်တက်သောအခါ ဖြစ်ပေါ်သည်။

ပုံမှန်အားဖြင့်၊ Si-O-Si ဘွန်းထောင့်များသည် ထိုချိတ်ဆက်မှုအတွက် ခွင့်မပြုပါ။ 110 ဒီဂရီတွင် ၎င်းတို့သည် 180 ဒီဂရီ မျဉ်းဖြောင့်မှ ရှည်လျားသည်။ သို့သော် အဖွဲ့မှရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သော ဆီလီကွန်ကိုပိုလီမာတွင်၊ ဤနှောင်ကြိုးများသည် မြေပြင်အခြေအနေတွင် 140 ဒီဂရီတွင် စတင်ထွက်ရှိလာပြီး-စိတ်လှုပ်ရှားနေသည့်အခြေအနေတွင် 150 ဒီဂရီအထိ ဆန့်ထွက်သွားပါသည်။ ဤသည်မှာ လျှပ်စစ်ဓာတ်အား စီးဆင်းရန် အဝေးပြေးလမ်းကို ဖန်တီးရန် လုံလောက်ပါသည်။

"၎င်းက Si-O-ဤ copolymer များရှိ Si Bonds များ အပါအဝင် ဘွန်းများစွာရှိ အီလက်ထရွန်များကြားတွင် မမျှော်လင့်ထားသော အပြန်အလှန် တုံ့ပြန်မှုကို ခွင့်ပြုသည်" ဟု Laine ကဆိုသည်။ "ကွင်းဆက်အရှည် ပိုရှည်လေ၊ အီလက်ထရွန်များ အကွာအဝေးကို သွားလာရန် ပိုမိုလွယ်ကူလေလေ၊ အလင်းကို စုပ်ယူရန် လိုအပ်သော စွမ်းအင်ကို လျှော့ချပြီး ၎င်းအား အောက်စွမ်းအင်များတွင် ထုတ်လွှတ်နိုင်လေလေဖြစ်သည်။"

ဆီလီကွန်ကော်ပိုလီမာများ၏ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးမှုဂုဏ်သတ္တိများသည်လည်း ၎င်း၏ရောင်စဉ်များကို အသုံးပြုနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ အီလက်ထရွန်များသည် ဖိုတွန်များ သို့မဟုတ် အလင်းမှုန်များကို စုပ်ယူထုတ်လွှတ်ခြင်းဖြင့် မြေပြင်နှင့် စိတ်လှုပ်ရှားနေသော အခြေအနေများကြားတွင် ခုန်တက်ကြသည်။ အလင်းထုတ်လွှတ်မှုသည် Laine ၏အဖွဲ့ ထိန်းချုပ်နိုင်သည့် ကိုပိုလီမာကွင်းဆက်၏ အရှည်ပေါ်တွင် မူတည်သည်။ ပိုရှည်သောကြိုးအရှည်များသည် သေးငယ်သောခုန်ခြင်းနှင့် စွမ်းအင်နိမ့်သော ဖိုတွန်များကို ဆိုလိုပြီး ဆီလီကွန်ကို အနီရောင်အရောင်အဖြစ်ပေးသည်။ ပိုတိုသောကြိုးများသည် အီလက်ထရွန်များမှ ကြီးမားသောခုန်မှုများ လိုအပ်သောကြောင့် ၎င်းတို့သည် အပြာရောင်ရောင်စဉ်၏အဆုံးဘက်သို့ မြင့်မားသောစွမ်းအင်ကို ထုတ်လွှတ်သည်။

ကွင်းဆက်အရှည်နှင့် အလင်းစုပ်ယူမှုနှင့် ထုတ်လွှတ်မှုကြား ဆက်နွှယ်မှုကို သရုပ်ပြရန်၊ သုတေသီများသည် copolymers များကို မတူညီသော ကွင်းဆက်အလျားများဖြင့် ခွဲထုတ်ပြီး ၎င်းတို့ကို စမ်းသပ်ပြွန်အတိုမှ အရှည်အထိ စီစဉ်ပေးသည်။ ပြွန်များပေါ်ရှိ ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်ကို ထွန်းလင်းခြင်းသည် မတူညီသောစွမ်းအင်များတွင် အလင်းရောင်ကို စုပ်ယူကာ ထုတ်လွှတ်သောကြောင့် အပြည့်အဝသက်တံကို ဖန်တီးပေးသည်။

copolymer ကွင်းဆက်အရှည်အပေါ်အခြေခံသည့် ရောင်စုံခင်းကျင်းသည် အထူးသဖြင့် ထူးခြားသည်မှာ၊ အကြောင်းမှာ၊ ဆီလီကွန်များသည် ပွင့်လင်းမြင်သာသော သို့မဟုတ် အဖြူရောင်ဟုသာ သိထားသောကြောင့် ၎င်းတို့၏ insulating properties သည် အလင်းများစွာကို မစုပ်ယူနိုင်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။

"ကျွန်ုပ်တို့သည် လျှပ်စစ်ဓာတ်အား ပြတ်တောက်သည်ဟု လူတိုင်းထင်မြင်ယူဆထားသည့် ပစ္စည်းတစ်ခုကို ရယူပြီး ၎င်းကို အသက်တာသစ်တစ်ခု ပေးဆောင်နေပါသည်-ပျော့ပြောင်းပျော့ပြောင်းသော အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ၏ နောက်မျိုးဆက်ကို စွမ်းအားပေးနိုင်သည်" ဟု Zijing (Jackie) Zhang၊ U-ပစ္စည်းသိပ္ပံနှင့် အင်ဂျင်နီယာဆိုင်ရာ ပါရဂူကျောင်းသားနှင့် လေ့လာမှု၏ ဦးဆောင်စာရေးဆရာဖြစ်သူ Zijing (Jackie) Zhang က ပြောကြားခဲ့သည်။