அலுமினியம் நைட்ரைடு

அலுமினியம் நைட்ரைடு (Aluminium nitride) என்பது AlN என்ற மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டால் விவரிக்கப்படும் ஒரு கனிம வேதியியல் சேர்மமாகும். இதை அலுமினியம் நைத்திரைடு என்றும் அழைக்கலாம். இது 285 வாட்டு/மீ.கெல்வின் என்ற மிக அதிக வெப்பக் கடத்துத்திறன் கொண்ட மின் காப்பு சேர்மமாகும். உர்ட்சைட்டு கனிம நிலையில் ~6 எலக்ட்ரான் வோல்ட்டு ஆற்றல் இடைவெளியை அறை வெப்பநிலையில் இச்சேர்மம் கொண்டுள்ளது. ஆழ்ந்த புற ஊதா அலைவரிசையில் ஒளிமின்னணுவியல் பயன்பாட்டையும் இச்சேர்மம் பெற்றுள்ளது.

Aluminium nitride

பெயர்கள்
வேறு பெயர்கள் அலுமினியம் நைட்ரைடு
இனங்காட்டிகள்
சிஏஎசு எண்	24304-00-5 Y
ChEBI	CHEBI:50884 Y
ChemSpider	81668 Y
EC number	246-140-8
InChI InChI=1S/Al.N Y Key: PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Y InChI=1/Al.N/rAlN/c1-2 Key: PIGFYZPCRLYGLF-PXKYIXAJAH
யேமல் -3D படிமங்கள்	Image Image
பப்கெம்	90455
வே.ந.வி.ப எண்	BD1055000
SMILES [AlH2-]1[N+]47[AlH-]2[N+][AlH-]3[N+]8([AlH2-][NH+]([AlH2-]4)[AlH2-]6)[AlH-]4[N+][AlH-]5[N+]6([AlH2-]6)[Al-]78[N+]78[AlH-]([NH+]69)[NH+]5[AlH2-][NH+]4[AlH-]7[NH+]3[AlH2-][NH+]2[AlH-]8[NH+]1[AlH2-]9 [AlH2-]1[NH+]([AlH2-]6)[AlH2-][NH+]7[AlH-]2[N+][Al-]3([N+][AlH-]9[N+]5)[N+]18[Al-]45[N+][AlH-]5[NH+]6[Al-]78[N+]78[AlH2-][NH+]5[AlH2-][N+]4([AlH2-][NH+]9[AlH2-]4)[AlH-]7[N+]34[AlH2-][NH+]2[AlH2-]8
பண்புகள்
மூலக்கூறு வாய்பாடு	AlN
வாய்ப்பாட்டு எடை	40.989 கி/மோல்[1]
தோற்றம்	வெண்மையும் வெளிர் மஞ்சளும் கலந்த திண்மம்
அடர்த்தி	3.255 கி/செ.மீ3[1]
உருகுநிலை	2,500 °C (4,530 °F; 2,770 K)[2]
நீரில் கரைதிறன்	நீராற்பகுப்பு அடையும் (தூள்), ஒற்றைப்படிகம் கரையாது.
கரைதிறன்	கரையாது.[3]
Band gap	6.015 எலக்ட்ரான் வோல்ட்டு[4][5] (direct)
எதிர்மின்னி நகாமை	~300 செ.மீ2/(கன அளவு•வினாடி)
வெப்பக் கடத்துத்திறன்	285 வாட்/(மீ•கெல்வின்)[6]
ஒளிவிலகல் சுட்டெண் (nD)	2.1–2.2 (படிகங்கள்) 1.8-1.9 (படிக உருவமற்றது)[6]
கட்டமைப்பு
படிக அமைப்பு	உர்ட்சைட்டு
புறவெளித் தொகுதி	C6v4-P63mc, No. 186, hP4
Lattice constant	a = 0.31117 நானோமீட்டர், c = 0.49788 நானோமீட்டர்
ஒருங்கிணைவு வடிவியல்	நான்முகி
வெப்பவேதியியல்
Std enthalpy of formation ΔfHo298	-318.0 கிலோயூல்/மோல்
நியம மோலார் எந்திரோப்பி So298	20.2 யூல்/(மோல்•கெல்வின்)
வெப்பக் கொண்மை, C	30.1 யூல்/(மோல்•கெல்வின்)
தீங்குகள்
மாறுதலாக ஏதும் சொல்லவில்லை என்றால் கொடுக்கப்பட்ட தரவுகள் யாவும் பொருள்கள் அவைகளின் இயல்பான வெப்ப அழுத்த நிலையில் (25°C, 100kPa) இருக்கும். Y verify (இது YN ?) வார்ப்புரு மேற்கோள்கள்

வரலாறும் இயற்பியல் பண்புகளும்

அலுமினியம் நைட்ரைடு முதன் முதலில் 1877 ஆம் ஆண்டு தயாரிக்கப்பட்டது.

தூய்மையான கலப்பு செய்யப்படாத நிலையில் அலுமினியம் நைட்ரைடின் மின் கடத்துத் திறன் 10−11-10−13 Ω−1⋅செ.மீ−1 ஆகும். கலப்பு செய்யப்பட்டால் இத்திறன் 10−5-10−6 Ω−1⋅செ.மீ−1 என்ற அளவுக்கு உயர்கிறது ^[6]. 1.2–1.8×105 வோல்ட்டு/மி.மீ. என்ற மின்புலத்தில் மின்முறிவு தோன்றுகிறது^[6]. அலுமினியம் நைட்ரைடின் கனசதுர துத்தநாக கலப்பு நிலை அதிக அழுத்தங்களில் மீக்கடத்தியாக வெளிப்பட முடியும் என்று முன் கணிக்கப்பட்டுள்ளது ^[7].

அலுமினியம் நைட்ரைடு அதிக வெப்ப கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது, குறிப்பாக பல்படிக பீங்கான் மின்சாரம் காக்கும் பொருளுக்கு (70–210 வாட்டு / (மீட்டர் • கெல்வின்) என்ற அளவும் ஒற்றை படிகங்களுக்கு 285 வாட்டு / (மீட்டர் • கெல்வின்) வரையும் கடத்துத் திறனாகக் கொண்டுள்ளது ^[6].

நிலைப்புத்தன்மை

அலுமினியம் நைட்ரைடு மந்த வளிமண்டலத்தில் உயர் வெப்பநிலையில் வெப்பநிலையில் நிலைப்புத்தன்மையுடன் காணப்படுகிறது. சுமார் 2200 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலையில் இது உருகும். ° வெற்றிடத்தில், அலுமினியம் நைட்ரைடு 1800 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலையில் சிதைகிறது. காற்றில், மேற்பரப்பு ஆக்சிஜனேற்றம் 700 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலைக்கு மேல் நிகழ்கிறது அறை வெப்பநிலையில் கூட, மேற்பரப்பு ஆக்சைடு அடுக்குகள் 5-10 நானோமீட்டர் தடிமன் அளவுக்கு ஆக்சிசனேற்றம் அடைவது கண்டறியப்பட்டுள்ளது. இந்த ஆக்சைடு அடுக்கு 1370 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலை வரையில் இவ்வேதிப் பொருளைப் பாதுகாக்கிறது. இந்த வெப்பநிலைக்கு மேலே ஆக்சிசனேற்றம் மொத்தமாக ஏற்படுகிறது. அலுமினியம் நைட்ரைடு ஐதரசன் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு வளிமண்ட சூழலில் 980 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலை வரை நிலையானதாக உள்ளது ^[8]. சிறுமணி எல்லையிடை தாக்குதல் காரணமாக அலுமினியம் நைட்ரைடு மெதுவாக கனிம அமிலங்களில் கரைகிறது. வலிமையான காரங்களில் அலுமினியம் நைட்ரைடு மணிகள் மீது நிகழும் தாக்குதலால் கரைகிறது. மேலும் இது நீரில் மெல்ல நீராற்பகுப்பு அடைகிறது.

அலுமினியம் நைட்ரைடு குளோரின் அயனி அடிப்படையிலான உலோக வேலைப்பாட்டு வினைக்கு வடிவமைக்க முடியும் ^[9][10].

பெருமளவு உற்பத்தி

வாயு நைட்ரசன் அல்லது அமோனியா முன்னிலையில் அலுமினியம் ஆக்சைடை நேரடியான கார்போவெப்ப ஒடுக்கம் செய்து அலுமினியம் நைட்ரைடு தயாரிக்கப்படுகிறது. அலுமினியத்தை நேரடியான நைட்ரைடாக்கம் செய்தும் இதை தயாரிக்கலாம். அடர்த்தியான தொழில்நுட்ப தரத்துடன் அலுமினியம் நைட்ரைடை உற்பத்தி செய்ய Y 2 O 3 அல்லது CaO போன்ற உருகவைத்து நீர்மமாக்காமல் திண்மமாக்கும் துணைக்கருவிகள் மற்றும் சூடான அழுத்தல் ஆகியவற்றின் பயன்பாடு தேவைப்படுகிறது.

பயன்பாடுகள்

ஆக்டைபடல வளர்ச்சி மூலம் வளரும் மெல்லிய படிக அலுமினியநைட்ரைடு மேற்பரப்பு ஒலியலை உணரிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அலுமினியநைட்ரைடுகளின் அழுத்த மின் பண்புகள். வானொலி அலைவரிசை வடிகட்டியாகப் பாயன்படுவது ஆகும், இது அலை பேசிகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு மெல்லியப் படல மொத்த ஒலி அதிர்வு உருவாக்கியாகவும் இது பயன்படுத்தப்படுகிறது ^[11]. இரண்டு உலோக அடுக்குகளுக்கு இடையில் அலுமினியம் நைட்ரைடு ஒரு நுண்மின்னணு இயந்திர திட்ட சாதனமாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது ^[12].

அழுத்த மின், நுண்மின்னணு மீயொலி ஆற்றல் மாற்றியாகவும் அலுமினியம் நைட்ரைடு பயன்படுத்தப்படுகிறது, அவை மீயொலியை வெளியிடுகின்றன மற்றும் பெறுகின்றன. மேலும் இவை ஒரு மீட்டர் தூரத்திற்கு மேல் காற்றின் வரம்பைக் கண்டறியவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது ^[13][14].

அலுமினா மற்றும் பெரிலியம் ஆக்சைடு போன்ற மின்னணு பயன்பாடுகளில் அலுமினியம் நைட்ரைடைப் பயன்படுத்த உலோகம் பூசும் முறைகள் உள்ளன. அலுமினியம் நைட்ரைடு நானோகுழாய்கள் நச்சு வாயுக்களுக்கான இரசாயன உணரிகளாக பரிந்துரைக்கப்பட்டுள்ளன ^[15][16].

அலுமினியம் நைட்ரைடைப் பயன்படுத்தி ஒளி உமிழும் டையோடுகளை உருவாக்க ஆராய்ச்சிகள் நடைபெற்று வருகின்றன.^[17]. அலுமினியம் நைட்ரைடின் பயன்பாடுகளில் கீழ்கண்டவையும் அடங்கும்:

•ஒளி மின்னணுவியல் , •ஒளியியல் சேமிப்பு ஊடகம், •எலக்ட்ரானிக் அடி மூலக்கூறுகள், அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் அவசியமான சிப் கடத்திகள் , •இராணுவ பயன்பாடுகள், •காலியம் ஆர்சனைட்டின் படிகங்களை வளர்ப்பதற்கான ஓர் உலை , •எஃகு மற்றும் குறைக்கடத்தி உற்பத்தி.