یو قاعده- ماتونکی، رنګین سیلیکون چې کولی شي بریښنا ترسره کړي

یو نوی کشف شوی سیلیکون ډول یو سیمیکمډکټر دی، د میشیګان پوهنتون څیړونکو-مستقیم انګیرنې کشف کړې چې د موادو طبقه په ځانګړي ډول موصله ده.

"مادي د فلیټ پینل ډیزاینونو نوي ډولونو، انعطاف وړ فوټوولټیکونو، د اغوستلو وړ سینسرونو یا حتی جامو لپاره فرصت پرانیزي چې مختلف نمونې یا انځورونه ښکاره کولی شي،" ریچارډ لاین، د موادو ساینس او ​​​​انجینري او میکرومولوکولر ساینس او ​​انجنیري او اړونده لیکوال په دې وروستیو کې د مایکرومومکولر ریپی کې خپره شوې مطالعې لیکوال وویل.

د سیلیکون غوړي او ربړونه-پولیسیلوکسان او سلسسکویکسانز-په دودیز ډول موصلي مواد دي، پدې معنی چې دوی د بریښنا یا تودوخې جریان مقاومت کوي. د دوی د اوبو{3}} مقاومت لرونکي ځانګړتیاوې دوی په بایو میډیکل وسایلو، سیلانټونو، بریښنایی پوښونو او نورو کې ګټوروي.

په عین حال کې، دودیز سیمیکمډکټرونه معمولا سخت دي. د سیلیکون سیلیکون وړتیا لري چې د انعطاف وړ بریښنایی لاین تشریح کړي او همدارنګه سیلیکون چې په مختلف رنګونو کې راځي فعال کړي.

په مالیکولر کچه، سیلیکونونه د سیلیکون او اکسیجن اتومونو (Si-O-Si) د شاته هډوکي څخه جوړ شوي دي چې د سیلیکون سره تړل شوي عضوي (کاربن-) ګروپونه لري. د پولیمر زنځیرونو مختلف 3D جوړښتونه رامینځته کیږي کله چې دوی یو بل سره وصل کیږي، چې د کراس- په نوم یادیږي، کوم چې د موادو فزیکي ځانګړتیاوې لکه ځواک یا محلول بدلوي.

پداسې حال کې چې په سیلیکون کې د مختلف کراس{0}} تړلو جوړښتونو مطالعه کوي، د څیړنې ټیم په کاپولیمر کې د بریښنا چالکتیا احتمال ته مخه کړه، کوم چې یو پولیمر سلسله ده چې دوه مختلف ډولونه تکراري واحدونه لري

د چلښت احتمال د هغه طریقې څخه رامینځته کیږي چې الکترون کولی شي د Si{0}}O-Si بانډونو په اوږدو کې د اوورلیپ کولو مدارونو سره حرکت وکړي. سیمیکنډکټرونه دوه اصلي حالتونه لري: د ځمکې حالت، کوم چې بریښنا نه ترسره کوي، او یو ترسره کوونکی حالت، کوم چې کوي. ترسره کوونکی حالت، چې د حوصلې حالت په نوم هم پیژندل کیږي، هغه وخت رامینځته کیږي کله چې ځینې الکترون د راتلونکي الکترون مدار ته پورته شي، کوم چې د فلز په څیر د موادو په اوږدو کې نښلول کیږي.

په عموم ډول، Si-O-Si بانډ زاویه د دې اړیکې لپاره اجازه نه ورکوي. په 110 درجو کې، دوی د 180 درجې مستقیم کرښې څخه اوږده لاره ده. مګر په سیلیکون کاپولیمر کې چې ټیم کشف کړ، دا بانډونه د ځمکې په حالت کې په 140 درجو کې پیل شوي- او دوی په جوش حالت کې 150 درجې ته غځوي. دا د بریښنایی چارج جریان لپاره لویه لاره رامینځته کولو لپاره کافي وه.

لاین وویل، "دا د ډیرو بانډونو په اوږدو کې د سی-O-سي بانډونو په شمول په دې کاپولیمرونو کې د الکترونونو ترمنځ غیر متوقع تعامل ته اجازه ورکوي." "څومره چې د زنځیر اوږدوالی وي، د الکترونونو لپاره دا اسانه ده چې اوږد واټن ته سفر وکړي، د رڼا جذبولو لپاره اړین انرژي کموي او بیا یې په ټیټه انرژی کې خارجوي."

د سیلیکون کاپولیمر سیمی کنډکټینګ ملکیتونه هم د دې رنګونو طیف فعالوي. الکترونونه د فوټونونو، یا د رڼا ذراتو جذب او جذبولو له لارې د ځمکې او په زړه پورې حالتونو ترمنځ کودېږي. د رڼا اخراج د کوپولیمر سلسلې په اوږدوالي پورې اړه لري، کوم چې د لین ټیم کولی شي کنټرول کړي. د زنځیر اوږدوالی د کوچني کودونو او ټیټ انرژي فوټونونو معنی لري ، سیلیکون ته سور رنګ ورکوي. لنډ زنځیرونه د برقیانو څخه لوی کودونو ته اړتیا لري، نو دوی د سپیکٹرم نیلي پای ته د لوړ انرژي رڼا خپروي.

د زنځیر اوږدوالی او د رڼا جذب او اخراج ترمنځ ارتباط ښودلو لپاره، څیړونکو د مختلفو زنځیرونو اوږدوالی سره کاپولیمر جلا کړل او د اوږد څخه لنډ ته یې د ټیسټ ټیوبونو کې تنظیم کړل. په ټیوبونو کې د UV څراغ روښانه کول یو بشپړ رینبو رامینځته کوي ځکه چې هر یو په مختلف انرژیو کې رڼا جذبوي او خارجوي.

د کوپولیمر زنځیر اوږدوالی پراساس رنګین صف په ځانګړي ډول ځانګړی دی ځکه چې تر دې وخته پورې ، سیلیکون یوازې شفاف یا سپین پیژندل شوي ځکه چې د دوی انسولیټینګ ملکیتونه دوی نشي کولی ډیر رڼا جذب کړي.

"موږ داسې مواد اخلو چې هرڅوک فکر کوي بریښنایی غیر فعاله وه او یو نوی ژوند ورکوو چې کولی شي د نرم او انعطاف وړ الکترونیک راتلونکی نسل ځواکمن کړي." ژیجینګ (جکي) ژانګ، د موادو ساینس او ​​​​انجینرۍ د M- دوکتورا زده کونکي او د مطالعې مخکښ لیکوال وویل.