ច្បាប់-ការបំបែកស៊ីលីកុនចម្រុះពណ៌ដែលអាចដំណើរការអគ្គិសនី

វ៉ារ្យ៉ង់ស៊ីលីកុនដែលទើបរកឃើញថ្មីគឺជាសារធាតុ semiconductor អ្នកស្រាវជ្រាវនៅសាកលវិទ្យាល័យ Michigan បានរកឃើញ-ការសន្មត់ដែលថាថ្នាក់សម្ភារៈត្រូវបានអ៊ីសូឡង់ផ្តាច់មុខ។

Richard Laine សាស្ត្រាចារ្យ U-M សាស្ត្រាចារ្យផ្នែកវិទ្យាសាស្ត្រ និងវិស្វកម្ម និងវិទ្យាសាស្ត្រ និងវិស្វកម្មម៉ាក្រូម៉ូលេគុល និងជាអ្នកនិពន្ធដែលត្រូវគ្នានៃការសិក្សាដែលបានបោះពុម្ភផ្សាយក្នុង Macromolecular Rapid Communications បាននិយាយថា "សម្ភារៈនេះបើកឱកាសសម្រាប់ប្រភេទថ្មីនៃអេក្រង់រាបស្មើ បច្ចេកវិទ្យា photovoltaics ដែលអាចបត់បែនបាន ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលអាចពាក់បាន ឬសូម្បីតែសម្លៀកបំពាក់ដែលអាចបង្ហាញគំរូ ឬរូបភាពផ្សេងៗ" ។

ប្រេង និងកៅស៊ូស៊ីលីកុន-ប៉ូលីស៊ីឡុកសែន និងស៊ីលសេស្គីអូហ្សាន-ជាវត្ថុធាតុអ៊ីសូឡង់បែបប្រពៃណី មានន័យថាវាទប់ទល់នឹងលំហូរនៃចរន្តអគ្គិសនី ឬកំដៅ។ លក្ខណៈសម្បត្តិធន់នឹងទឹក-របស់ពួកគេធ្វើឱ្យពួកវាមានប្រយោជន៍នៅក្នុងឧបករណ៍ជីវវេជ្ជសាស្ត្រ សារធាតុផ្សាភ្ជាប់ ថ្នាំកូតអេឡិចត្រូនិច និងអ្វីៗជាច្រើនទៀត។

ទន្ទឹមនឹងនេះដែរ semiconductors ធម្មតាជាធម្មតារឹង។ Semiconducting Silicon មានសក្តានុពលក្នុងការបើកអេឡិចត្រូនិចដែលអាចបត់បែនបាន Laine ដែលបានពិពណ៌នាក៏ដូចជាស៊ីលីកូនដែលមានពណ៌ផ្សេងៗគ្នា។

នៅលើកម្រិតម៉ូលេគុល ស៊ីលីកុនត្រូវបានបង្កើតឡើងពីឆ្អឹងខ្នងនៃអាតូមស៊ីលីកុន និងអុកស៊ីហ៊្សែនជំនួស (Si-O-Si) ជាមួយនឹងក្រុមសរីរាង្គ (កាបូន-ផ្អែកលើ) ដែលភ្ជាប់ទៅនឹងស៊ីលីកុន។ ទម្រង់ 3D ផ្សេងៗនៃខ្សែសង្វាក់វត្ថុធាតុ polymer កើតឡើងនៅពេលដែលពួកវាភ្ជាប់គ្នាទៅវិញទៅមក ដែលគេស្គាល់ថាជាតំណភ្ជាប់-ឆ្លងកាត់ ដែលផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តរបស់សម្ភារៈដូចជាកម្លាំង ឬភាពរលាយ។

ខណៈពេលដែលកំពុងសិក្សារចនាសម្ព័ន្ធតំណភ្ជាប់ឈើឆ្កាង-ផ្សេងៗគ្នានៅក្នុងស៊ីលីកូន ក្រុមស្រាវជ្រាវបានជំពប់ដួលលើសក្តានុពលនៃចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងកូប៉ូលីម័រ ដែលជាខ្សែសង្វាក់វត្ថុធាតុ polymer ដែលមានប្រភេទផ្សេងគ្នានៃប្រភេទដដែលៗចំនួនពីរ-ទ្រុង-ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ និងបន្ទាប់មកស៊ីលីកូនលីនេអ៊ែរក្នុងករណីនេះ។

លទ្ធភាពនៃចរន្តកើតឡើងពីវិធីដែលអេឡិចត្រុងអាចផ្លាស់ទីឆ្លងកាត់ Si-O-Si bonds ជាមួយនឹងគន្លងត្រួតស៊ីគ្នា។ Semiconductors មានរដ្ឋសំខាន់ៗចំនួនពីរ៖ ស្ថានភាពដីដែលមិនដំណើរការចរន្តអគ្គិសនី និងស្ថានភាពដែលដំណើរការ។ ស្ថានភាពចរន្ត ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថាជារដ្ឋរំភើប កើតឡើងនៅពេលដែលអេឡិចត្រុងខ្លះលោតឡើងទៅកាន់គន្លងអេឡិចត្រុងបន្ទាប់ ដែលភ្ជាប់គ្នាឆ្លងកាត់វត្ថុធាតុដូចជាលោហៈ។

ជាធម្មតា Si-O-Si bond angles មិនអនុញ្ញាតសម្រាប់ការតភ្ជាប់នោះទេ។ នៅ 110 ដឺក្រេពួកគេគឺជាផ្លូវឆ្ងាយពីបន្ទាត់ត្រង់ 180 ដឺក្រេ។ ប៉ុន្តែនៅក្នុង copolymer ស៊ីលីកូនដែលក្រុមបានរកឃើញ ចំណងទាំងនេះបានចាប់ផ្តើមនៅ 140 ដឺក្រេក្នុងស្ថានភាពដី-ហើយពួកវាលាតសន្ធឹងដល់ 150 ដឺក្រេក្នុងស្ថានភាពរំភើប។ នេះគឺគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបង្កើតផ្លូវហាយវេសម្រាប់ចរន្តអគ្គីសនី។

"នេះអនុញ្ញាតឱ្យមានអន្តរកម្មដែលមិនរំពឹងទុករវាងអេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់ចំណងជាច្រើនរួមទាំង Si-O-ចំណង Si{1} នៅក្នុង copolymer ទាំងនេះ" Laine បាននិយាយ។ "ប្រវែងខ្សែសង្វាក់កាន់តែវែង វាកាន់តែងាយស្រួលសម្រាប់អេឡិចត្រុងក្នុងការធ្វើដំណើរចម្ងាយឆ្ងាយ ដោយកាត់បន្ថយថាមពលដែលត្រូវការដើម្បីស្រូបពន្លឺ ហើយបន្ទាប់មកបញ្ចេញវានៅថាមពលទាប។"

លក្ខណៈសម្បត្តិ semiconducting នៃ copolymer ស៊ីលីកុន ក៏បើកវិសាលគមនៃពណ៌របស់វាផងដែរ។ អេឡិចត្រុងលោតនៅចន្លោះដី ​​ហើយរំជើបរំជួលដោយការស្រូប និងបញ្ចេញ ហ្វូតុន ឬភាគល្អិតនៃពន្លឺ។ ការបំភាយពន្លឺគឺអាស្រ័យលើប្រវែងនៃខ្សែសង្វាក់ copolymer ដែលក្រុមរបស់ Laine អាចគ្រប់គ្រងបាន។ ប្រវែងខ្សែសង្វាក់វែងជាងនេះ មានន័យថា លោតតូចជាងមុន និងថាមពលតិចនៃ photons ដែលផ្តល់ឱ្យស៊ីលីកូននូវពណ៌ក្រហម។ ខ្សែសង្វាក់ខ្លីត្រូវការការលោតធំជាងពីអេឡិចត្រុង ដូច្នេះពួកវាបញ្ចេញពន្លឺថាមពលខ្ពស់ឆ្ពោះទៅចុងពណ៌ខៀវនៃវិសាលគម។

ដើម្បីបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងរវាងប្រវែងខ្សែសង្វាក់ និងការស្រូបយកពន្លឺ និងការបំភាយ អ្នកស្រាវជ្រាវបានបំបែក copolymer ដែលមានប្រវែងខ្សែសង្វាក់ខុសៗគ្នា ហើយរៀបចំវានៅក្នុងបំពង់សាកល្បងពីវែងទៅខ្លី។ ការចាំងពន្លឺកាំរស្មី UV នៅលើបំពង់បង្កើតឥន្ទធនូពេញលេញ នៅពេលដែលនីមួយៗស្រូបយក និងបញ្ចេញពន្លឺតាមថាមពលផ្សេងៗគ្នា។

អារេចម្រុះពណ៌ដោយផ្អែកលើប្រវែងខ្សែសង្វាក់ copolymer គឺមានលក្ខណៈពិសេសតែមួយគត់ ដោយសារតែរហូតមកដល់ចំណុចនេះ ស៊ីលីកុនត្រូវបានគេដឹងថាមានតម្លាភាព ឬពណ៌ស ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិអ៊ីសូឡង់របស់វាធ្វើឱ្យពួកគេមិនអាចស្រូបយកពន្លឺបានច្រើន។

Zijing (Jackie) Zhang, U-និស្សិតថ្នាក់បណ្ឌិតផ្នែកវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារ និងវិស្វកម្ម និងជាអ្នកដឹកនាំការស្រាវជ្រាវបាននិយាយថា "យើងកំពុងយកសម្ភារៈដែលគ្រប់គ្នាគិតថាជាចរន្តអគ្គិសនី ហើយផ្តល់ឱ្យវានូវជីវិតថ្មីមួយ-ដែលអាចផ្តល់ថាមពលដល់ជំនាន់ក្រោយនៃអេឡិចត្រូនិចទន់ និងអាចបត់បែនបាន" ។