Vethith Thanimangal-Chemistry

வேதித் தனிமங்கள் -காலியம் -தொடர்ச்சி

சில்லுப் புரட்சியில் காலியம்

சிலிகான் மற்றும் ஜெர்மானியம் மட்டுமே பயன்பட்டு வந்த நிலைமாறி படிக உருவமற்ற காலியச் சேர்மங்களும் குறைக் கடத்தியாக வளர்ந்துள்ளன .காலியம் அதிக அளவில் குறைக் கடத்திகள் உற்பத்தித் துறையில் பயன்படுகின்றது .தூய சிலிகானில் சிறிதளவு அலுமினியம் ,இண்டியம் ,தாலியம் , வேற்றுப் பொருளாகச் சேர்க்கப்பட்டு நேர் வகைக் குறைகடத்திகள் தயாரிக்கப்படுகின்றன .காலியச் சேர்மங்கள் சேர்மக் குறைகடத்திகளைச் செய்யப் பயன்படுகின்றன.இவற்றுள் காலியம் ஆர்சினைடு ,காலியம் பாஸ்பைடு போன்றவற்றைக் குறிப்பிட்டுச் சொல்லலாம் .காலியம் -அலுமினியம் -பாஸ்பரஸ் ,காலியம்-அலுமினியம்-ஆர்செனிக் ,காலியம்-இன்டியம் -பாஸ்பரஸ் -ஆர்செனிக் போன்ற கூட்டுச் சேர்மங்களும் குறைக்கடத்திகளின் வளர்ச்சியில் பங்கேற்றுள்ளன . காலியம் ஆர்சினைடு ,கன் டையோடு ,உலோக ஆக்சைடு குறைகடத்தி புலவிளைவு ட்ரான் சிஸ்டர் (MOSFET ) போன்ற மின்னணுவியல் சாதனங்களுக்கு மூலப் பொருளாகப் பயன்படுகின்றது .

கணினி ,கணக்கிடும் பொறிகள் ,எண் ண ளவைக் காட்டும் மின்னணு சாதனைகள் ,விளம்பரத் தட்டிகள் ,அலங்கார விளங்குகள் ,சமிக்கை ஒளிகள் போன்றவற்றிற்கு ஒளி உமிழ் டையோடுகள் (Light emitting diode) பயன்படுகின்றன .காலியம் ஆர்சினைடை மூலப் பொருளாகக் கொண்டு அவற்றில் தக்க வேற்றுப் பொருளைக் கலந்து நேர் வகையையும் ,எதிர் வகையையும் உண்டாக்கி அவற்றை ஒன்றாக்கி ஒரு PN சந்திப்பை ஏற்படுத்தினால் அதுவே LED ஆகும் .உமிழப்படும் ஒளியின் செறிவு  சுற்றிலுள்ள மின்னோட்டத்தின் அளவைப் பொருத்தும்,நிறத்தின் வண்ணம் பயன்படுத்தப்படும் மூலப்பொருளைப் பொருத்தும் அமையும்.இன்றைக்கு வெவ்வேறு நிற ஒளிகளை உமிழக் கூடிய ஒளி உமிழ் டையோடுகளை உருவாக்கி இருக்கின்றாகள் .காலியம் ஆர்சினைடுடன் சிலிகானை வேற்றுப் பொருளாகச் சேர்க்க அகச் சிவப்பு ஒளியும் ,காலியம் பாஸ்பைடுடன் நைட்ரஜனை வேற்றுப் பொருளாகச் சேர்க்க பச்சை நிற ஒளியும் ,காலியம் ஆர்சினைடு பாஸ்பைடுடன் நைட்ரஜனைச் வேற்றுப் பொருளாகச் சேர்க்க மஞ்சள் நிற ஒளியும் ,சேர்க்கை விகிதத்தை மாற்றி ஆரஞ்சு நிற ஒளியையும் ,காலியம் பாஸ் பைடுடன் துத்தநாகம், ஆக்சிஜனை வேற்றுப் பொருளாகச் சேர்க்க சிவப்பு நிற ஒளியும் உமிழப் படுகின்றது

ஒளி உமிழ் டையோடுகள் தாழ்ந்த மின்னழுத்தம் ,மின்னோட்டச் செறிவில் செயல்படுவதால் எடுத்துக் கொள்ளும் மின்திறன் மிகவும் குறைவு .மேலும் விரைவாகச் செயல்படுகின்றன .ஒற்றை நிற ஒளியை உமிழ்கின்றது .சிறிய உருவம் ,எடையும் மிகக் குறைவு .எனவே எடுத்துச் செல்வது எளிது.இயக்க அதிர்வுகளால் பாதிக்கப் படுவதில்லை .உடைந்து நொறுக்கும் வாய்ப்பும் குறைவு என்பதால் நீண்ட காலப் பயனுக்கு வருகின்றது .

ஒளி உமிழ் டையோடு வழிச் செல்லும் மின்னோட்டத்தின் செறிவை பயன் தரு எல்லை வரை அதிகரித்தும் ,வேற்றுப் பொருளின் செறிவை சற்றே மிகைப்படுத்தியும் சந்திப்புத் தளங்களைத் துல்லியமாக ஒரு தளப் படுத்தியும் ,மெருகூட்டியும் அதை ஒரு குறைக் கடத்தி லேசராக்க முடியும் .இவற்றின் உற்பத்திச் செலவு மிகவும் குறைவு என்றாலும் வெளியீட்டுத் திறனின் அளவு மிகவும் குறைவு.

காலியம் ஆர்சினைடில் எலெக்ட்ரான்கள் சில்கானை விட 5 மடங்கு வேகமாக உடுருவுகின்றன .இதனால் விரைவான செயல்பாடுகளுக்கு சிலிகானை விடக் காலியம் ஆர்சினைடு குறைக்கடத்திகளே சிறந்தன எனலாம் .2000 மெகா ஹெர்ட்சில் இயங்க வல்ல காலியம் ஆர்சினைடு சில்லுகளை மிக எளிதாக உற்பத்தி செய்ய முடியும்.மேலும் சிலிகான் சில்லுகள் 150 டிகிரி C வெப்ப நிலை வரை தாக்குப் பிடிக்கின்றன .ஆனால் காலியம் ஆர்சினைடு சில்லுகள் 300 டிகிரி C வரை தாக்குப் பிடிக்கின்றன .

பயன்கள்

ஒளி இழையும் (Optical fibre ) குறைக் கடத்தி லேசரும் இணைந்து செய்திப் போக்கு வரத்துத் துறையில் பெரும் புரட்சியை ஏற்படுத்தி வருகின்றன .காலியம் ஆர்சினைடு குறைக் கடத்தி லேசரில் அகச் சிவப்பு ஒளியைப் பண்பேற்றம் செய்து ஒளி இழை மூலம் அனுப்பினால் ஒரே சமயத்தில் 20,000 தொலைபேசித் தொடர்புகளைச் செய்யமுடியும்.ஒளி வழித் தொலைத் தொடர்பு இன்றைக்கு அமெரிக்கா ,ஜப்பான் போன்ற ஒரு சில வளர்ந்த நாடுகளில் நடைமுறைப் படுத்தப்பட்டுள்ளன .

நுண்ணலை அலைவிகள் ,உயர் வெப்ப நிலை மின் வகைத் திருத்திகள் ,சூரிய மின் கலன்கள்,விரைவியக்கத் தொகுப்புச் சுற்றுகள் (Fast switching integrated circuits ) போன்றவற்றில் ,காலியம் ஆர்சினைடு ,காலியம் பாஸ் பைடு ஆகியவை பயன்படுகின்றன .

கடோலினியம் காலியம் ஒரு திண்ம நிலைக் காந்தப் பொருளாகும் .இது கணினியின் நினைவாற்றலை மேம்படுத்துவதற்குப் பயன்படுத்தப் படுகின்றது .

காலியம் ,பீங்கான் ,கண்ணாடியை நனைக்கின்றது .கண்ணாடியில் பூச்சிட்டால் நேர்த்தியாக ஒளியை எதிரொளிக்கும் பண்பைப் பெறுகின்றது .காலியம் பல உலோகங்களுடன் இணைந்து தாழ்ந்த உருகு நிலை கொண்ட கலப்பு உலோகங்களைத் தருகின்றது .