Vethith thanimangal-Chemistry

வேதித் தனிமங்கள்-சிலிகான் -பண்புகள்

சிலிகான் சூரியன் மற்றும் பல விண்மீன்களில் காணப்படுகிறது.எரோலைட்(aerolites) போன்ற எரிகற்களில் ஒரு முக்கியச் சேர்மானப் பொருளாக உள்ளது.படிக உருவற்ற சிலிகான் பழுப்பு நிறப் பொடியாக இருக்கிறது.இதை உருக்கி ஆவியாக்க முடியும்.படிக உருக்கொண்ட சிலிகான் உலோகப் பொலிவும் சாம்பல் நிறமும் கொண்டது.சிலிகானை ஒற்றைப் படிகமாக (Single crystal),படிக வளர்ச்சி முறைகள் மூலம் பெறுகின்றார்கள்.ஹைட்ரஜன் வளிம வெளியில் தூய ட்ரை குளோரோ சிலேனை வெப்பப் பகுப்பிற்கு உள்ளாக்கி மிகவும் தூய்மையான சிலிகான் படிகத்தைப் பெறுகின்றார்கள்.இது குறைக் கடத்தியாலான (semi conductor) சாதனங்களின் உற்பத்திக்கு முக்கியமான மூலப் பொருளாக விளங்குகிறது. தூய சிலிகான் உள்ளியல்பான அல்லது அகவியல்பான (Intrinsic) குறைக் கடத்தியாகும். இதன் கடத்து திறனை ஒரு சில குறிப்பிட்ட வேற்றுப் பொருட்களை (impurities) உட்புகுத்தி புறக் காரணி யொன்றால் கட்டுப்படுத்த முடியுமாறு மாற்றிக் கொள்ள முடியும்.அப்படிப் பெறப்பட்ட குறைக்கடத்தியை புறவியல்பான (extrinsic) குறைக்கடத்தி (P-type semiconductor )என்பர். சிலிகானின் பிணைதிறன்(valency)4.எனவே ஒவ்வொரு சிலிகான் அணுவும் புறச் சுற்றுப் பாதையில் நான்கு எலெக்ட்ரான்களைக் கொண்டிருப்பதால் அருகாமையில் உள்ள நான்கு சிலிகான் அணுக்களுடன் பிணைந்து இணைகின்றன. இதில் 5 பிணை திறன் கொண்ட பாஸ்பரஸ்,ஆர்செனிக்,ஆண்டிமோனி,பிஸ்மத் போன்ற தனிமங்களில் ஏதாவதொன்றைச் சேர்க்க அதில் கட்டற்ற எலெக்ட்ரான்களின் (free electron) எண்ணிக்கை அதிகரிக்கின்றது. அதனால் இதை எதிர்மின் வகைக் குறைக்கடத்தி (N -type semiconductor) என்பர் 3 பிணை திறன் கொண்ட போரான்,அலுமினியம் ,காலியம் ,இண்டியம்,தாலியம் இவற்றைச் சேர்க்க அதில் கட்டற்ற நேர் மின் துளைகளின் (hole) எண்ணிக்கை அதிகரிக்கின்றது. அதனால் இதை நேர் மின் வகைக் குறைக் கடத்தி (P -type semiconductor) என்பர்.இன்றைக்கு குறைக் கடத்தி மின்னணுவியல் துறையில் (Electronics) செய்து வரும் வியத்தகு மாற்றங்கள் கணக்கிலடங்கா .அலை பெருக்கி (amplifier),அலையியற்றி (Oscillator) அலைப்பண்பேற்றி (Modulator) ,அலைப்பண்பிறக்கி (detector),அலைபரப்பி (transmitter),அலைத்திருத்தி (rectifier),வானொலி, தொலைகாட்சி,கைபேசி போன்ற சாதனங்களால் தொழில்,போக்குவரத்து, செய்திப் பரிமாற்றம்,விண்வெளி ஆய்வு போன்ற பல துறைகள் வளர்ச்சி அடைந்துள்ளன.சூரிய ஆற்றலை மின்னாற்றலாக மாற்றி ஆற்றல் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்கு சூரிய மின் சில்லுகளை (solar cell) குறைக் கடத்திகளைக்கொண்டு உற்பத்தி செய்துள்ளனர். சிலிகான் ஓரளவு மந்தமாக வினைபுரியக் கூடியது எனினும் இது ஹாலஜன்களாலும் நீர்த்த காரங்களினாலும் பாதிக்கப் படக்கூடியது ஹைட்ரோ புளூரிக் அமிலம் தவிர்த்த பிற அமிலங்கள் சிலிகானைப் பாதிப்பதில்லை பயன்கள் சிலிகானின் முக்கியப் பயன் குறைக் கடத்தியாலான மின்னணுவியல் சாதனங்களை உற்பத்தி செய்வதாகும்.சிலிகான் தரும் மற்றொரு உற்பத்திப் பொருள் சிலிகோன்களாகும். இதன் பொதுவான வேதிக் குறியீடு R2SiO ஆகும். இதில் R என்பது ஹைட்ரோ கார்பன்களால் ஆன பகுதி மூலக்கூறைக் குறிக்கும் . பல்மயமாக்கப் பட்ட பல்ம (polymer) சிலிகோன்களை (R2SiO)n என்று குறிப்பிடுவர்.சிலிகோன் குடும்பத்தில் இன்றைக்கு நூற்றுக்கணக்கான சிலிகோன்களைக் கண்டறிந்து பயன்படுத்தி வருகின்றார்கள்.இவை நீர்த்த நீர்மத்திலிருந்து பாகு போன்ற பாய்மங்கள் (fluid) பசை போன்ற மசகு,மென்மையான திண்மம் போன்ற கூழ்மம்(Colloid),ரப்பர் போன்ற நெகிழ்மம்(Plastic),பிசின்கள் என நீண்ட நெடுக்கைக்கு உட்பட்டிருக்கிறது இவற்றின் தனிச்சிறப்புகளினால்,வழக்கமாகப் பயன்படுத்தப் பட்டு வந்த பல கனிம மற்றும் கரிம வேதிப் பொருட்களுக்கு மாற்றுப் பொருளாக்கப் பயன்படுத்தப் படுகின்றன. பொதுவாக சிலிகோன்கள் தேய்ந்து மெலிவதில்லை.தீவிரமான பருவ மாற்றங்களைத் தாக்குப் பிடிக்கின்றது.நீரை விலக்கித் தள்ளுவதால் நீர் ஒட்டுவதில்லை.செயற்கைக் கோள் ,போக்குவரத்து ஊர்திகளுக்கான உடல் பாகங்கள்,மருத்துவக் கருவிகள்,மின்னேமம் (electrical insulator) ஒட்டு நாடாக்கள்,ஒலி மற்றும் ஒளிப் பதிவு நாடாக்கள்,வண்ணப் பூச்சு,மெருகூட்டு எண்ணெய்கள்,அடைப்பு வளையங்கள்(gasket),தரை விரிப்புகள்,குடைத் துணிகள்,தார்ப்பாய்கள் என இப்பொருள் பயன்படும் துறைகள் விரிவடைந்து கொண்டே வருகின்றன.சிலிகோன்கள் பொதுவாக அகச் சிவப்புக் கதிர்களின் பெரும்பகுதியை 95 % வரை கடந்து செல்ல அனுமதிக்கின்றன. அதனால் இவை அகச் சிவப்புக் கதிர்களை ஆராயும் ஆய் கருவிகளில் பயன்படுகின்றன . மணல் மற்றும் களிமண் வடிவில் சிலிகோன்,செங்கல் தயாரிக்கப் பயன் படுகின்றது.இது கட்டுமானப் பொருளாகவும்,வெப்ப உலைகளின் உட்சுவருக்கு உகந்த பொருளாகவும் பயன்தருகிறது. சிலிகேட்டுகள் மட்பாண்டங்கள்,எனாமல் உற்பத்தி முறையிலும்,சிலிகா கண்ணாடி உற்பத்தி முறையிலும் பயன்படுகின்றன.எளிதாகக் கிடைக்கின்ற,விலை மலிவான கண்ணாடியின் இயந்திர,ஒளியியல்,வெப்பவியல் மற்றும் மின்னியல் பண்புகள் மிகவும் அனுகூலமாய் இருக்கின்றன.ஜன்னல் கதவுகள்,பல்புகள்,பாட்டில்கள்,மின்கடத்தாப் பொருள் எனக் கண்ணாடி பல பயன்களைத் தருகின்றது.சிலிகான் கார்பைடு மிகவும் கடினத் தன்மை மிக்க ஒரு பொருள்.இது தேய்ப்புப் பொருளாகப் பயன்படுகிறது.லேசர்(Laser) கருவிகளில் 4560 A ஓரியல்(Monocromatic) ஒளியை ஏற்படுத்த இது பயன்படுத்திக் கொள்ளப்படுகின்றது .