ලෝහ සංයෝග අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කිරීමේ මූලධර්මය කුමක්ද සහ එහි බලපෑම් සාධක මොනවාද?
දුර්ලභ පෘථිවි සංයෝග ඇතුළු ලෝහ සංයෝග, අධෝරක්ත අවශෝෂණය සඳහා තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. දුර්ලභ ලෝහ සහ දුර්ලභ පෘථිවි සංයෝගවල ප්රමුඛයෙකු ලෙස,නාගරික පතල් තාක්ෂණික සමාගම, සීමාසහිත. අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය සඳහා ලොව පුරා පාරිභෝගිකයින්ගෙන් 1/8 කට ආසන්න ප්රමාණයකට සේවය කරයි. මෙම කාරණය සම්බන්ධයෙන් අපගේ ගනුදෙනුකරුවන්ගේ තාක්ෂණික විමසීම් විසඳීම සඳහා, අපගේ සමාගමේ පර්යේෂණ සහ සංවර්ධන මධ්යස්ථානය පිළිතුරු සැපයීම සඳහා මෙම ලිපිය සම්පාදනය කර ඇත.
1.ලෝහ සංයෝග මගින් අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කිරීමේ මූලධර්මය සහ ලක්ෂණ
ලෝහ සංයෝග මගින් අධෝරක්ත අවශෝෂණය කිරීමේ මූලධර්මය ප්රධාන වශයෙන් පදනම් වී ඇත්තේ ඒවායේ අණුක ව්යුහයේ කම්පනය සහ රසායනික බන්ධන මත ය. අධෝරක්ත වර්ණාවලීක්ෂය මගින් අණුක ව්යුහය අධ්යයනය කරනු ලබන්නේ අභ්යන්තර අණුක කම්පනය සහ භ්රමණ ශක්ති මට්ටම්වල සංක්රාන්තිය මැනීමෙනි. ලෝහ සංයෝගවල රසායනික බන්ධනවල කම්පනය අධෝරක්ත අවශෝෂණයට හේතු වනු ඇත, විශේෂයෙන් ලෝහ-කාබනික සංයෝගවල ලෝහ-කාබනික බන්ධන, බොහෝ අකාබනික බන්ධනවල කම්පනය සහ අධෝරක්ත වර්ණාවලියේ විවිධ කලාපවල දිස්වන ස්ඵටික රාමු කම්පනය.
අධෝරක්ත වර්ණාවලිවල විවිධ ලෝහ සංයෝගවල ක්රියාකාරිත්වය:
(1).MXene ද්රව්යය: MXene යනු පොහොසත් සංරචක, ලෝහ සන්නායකතාවය, විශාල නිශ්චිත මතුපිට ප්රදේශයක් සහ ක්රියාකාරී මතුපිටක් සහිත ද්විමාන සංක්රාන්ති ලෝහ-කාබන්/නයිට්රජන් සංයෝගයකි. එය ආසන්න-අධෝරක්ත සහ මධ්ය-/දුර-අධෝරක්ත කලාපවල විවිධ අධෝරක්ත අවශෝෂණ අනුපාත ඇති අතර මෑත වසරවලදී අධෝරක්ත සැඟවීම, ප්රකාශ තාප පරිවර්තනය සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්රවල බහුලව භාවිතා වී ඇත.
(2). තඹ සංයෝග: පොස්පරස් අඩංගු තඹ සංයෝග අධෝරක්ත අවශෝෂක අතර හොඳින් ක්රියා කරයි, පාරජම්බුල කිරණ නිසා ඇතිවන කළු පැහැ ගැන්වීමේ සංසිද්ධිය ඵලදායී ලෙස වළක්වන අතර විශිෂ්ට දෘශ්ය ආලෝක සම්ප්රේෂණය සහ අධෝරක්ත අවශෝෂණ ගුණාංග දිගු කාලයක් ස්ථාවරව පවත්වා ගනී3.
ප්රායෝගික යෙදුම් අවස්ථා
(1).අධෝරක්ත සැඟවීම: MXene ද්රව්ය ඒවායේ විශිෂ්ට අධෝරක්ත අවශෝෂණ ගුණාංග නිසා අධෝරක්ත සැඟවීමේදී බහුලව භාවිතා වේ. ඒවාට ඉලක්කයේ අධෝරක්ත ලක්ෂණ ඵලදායී ලෙස අඩු කර සැඟවීම වැඩි දියුණු කළ හැකිය2.
(2).‘ප්රකාශ තාප පරිවර්තනය’: MXene ද්රව්ය මධ්ය/දුර අධෝරක්ත කලාපවල අඩු විමෝචන ලක්ෂණ ඇති අතර, ඒවා ප්රකාශ තාප පරිවර්තන යෙදුම් සඳහා සුදුසු වන අතර ආලෝක ශක්තිය කාර්යක්ෂමව තාප ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කළ හැකිය2.
(3).කවුළු ද්රව්ය: අධෝරක්ත කිරණ ඵලදායී ලෙස අවහිර කිරීමට සහ බලශක්ති කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීමට කවුළු ද්රව්යවල අධෝරක්ත අවශෝෂක අඩංගු දුම්මල සංයුති භාවිතා කරයි 3.
මෙම යෙදුම් අවස්ථා මගින් අධෝරක්ත අවශෝෂණයේදී ලෝහ සංයෝගවල විවිධත්වය සහ ප්රායෝගිකත්වය පෙන්නුම් කරයි, විශේෂයෙන් නූතන විද්යාව හා කර්මාන්තය තුළ ඒවායේ වැදගත් කාර්යභාරය.
2.අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කළ හැකි ලෝහ සංයෝග මොනවාද?
අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කරගත හැකි ලෝහ සංයෝගවලට ඇතුළත් වන්නේඇන්ටිමනි ටින් ඔක්සයිඩ් (ATO), ඉන්ඩියම් ටින් ඔක්සයිඩ් (ITO), ඇලුමිනියම් සින්ක් ඔක්සයිඩ් (AZO), ටංස්ටන් ට්රයොක්සයිඩ් (WO3), යකඩ ටෙට්රොක්සයිඩ් (Fe3O4) සහ ස්ට්රොන්ටියම් ටයිටනේට් (SrTiO3).
2.1 ලෝහ සංයෝගවල අධෝරක්ත අවශෝෂණ ලක්ෂණ
‘ඇන්ටිමනි ටින් ඔක්සයිඩ් (ATO): එයට 1500 nm ට වැඩි තරංග ආයාමයක් සහිත ආසන්න-අධෝරක්ත ආලෝකය ආරක්ෂා කළ හැකි නමුත්, 1500 nm ට අඩු තරංග ආයාමයක් සහිත පාරජම්බුල කිරණ සහ අධෝරක්ත ආලෝකය ආරක්ෂා කළ නොහැක.
ඉන්ඩියම් ටින් ඔක්සයිඩ් (ITO): ATO හා සමානව, එය අධෝරක්ත කිරණ ආසන්නයෙන් ආරක්ෂා කිරීමේ බලපෑමක් ඇති කරයි.
සින්ක් ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ් (AZO): එයට ආසන්න අධෝරක්ත කිරණ ආරක්ෂා කිරීමේ කාර්යය ද ඇත.
ටංස්ටන් ට්රයොක්සයිඩ් (WO3): එයට දේශීයකරණය වූ මතුපිට ප්ලාස්මන් අනුනාද බලපෑමක් සහ කුඩා ධ්රැවීය අවශෝෂණ යාන්ත්රණයක් ඇත, 780-2500 nm තරංග ආයාමයක් සහිත අධෝරක්ත විකිරණ ආරක්ෂා කළ හැකි අතර විෂ සහිත නොවන අතර මිල අඩු වේ.
Fe3O4: එයට හොඳ අධෝරක්ත අවශෝෂණ සහ තාප ප්රතිචාර ගුණ ඇති අතර බොහෝ විට අධෝරක්ත සංවේදක සහ අනාවරකවල භාවිතා වේ.
ස්ට්රෝන්ටියම් ටයිටනේට් (SrTiO3): අධෝරක්ත සංවේදක සහ අනාවරක සඳහා සුදුසු, විශිෂ්ට අධෝරක්ත අවශෝෂණය සහ දෘශ්ය ගුණ ඇත.
එර්බියම් ෆ්ලෝරයිඩ් (ErF3) : අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කළ හැකි දුර්ලභ පාංශු සංයෝගයකි. එර්බියම් ෆ්ලෝරයිඩ් වල රෝස පැහැති ස්ඵටික, ද්රවාංකය 1350°C, තාපාංකය 2200°C සහ ඝනත්වය 7.814g/cm³ ඇත. එය ප්රධාන වශයෙන් දෘශ්ය ආලේපන, තන්තු මාත්රණය, ලේසර් ස්ඵටික, තනි-ස්ඵටික අමුද්රව්ය, ලේසර් ඇම්ප්ලිෆයර්, උත්ප්රේරක ආකලන සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්රවල භාවිතා වේ.
2.2 අධෝරක්ත අවශෝෂක ද්රව්යවල ලෝහ සංයෝග යෙදීම
මෙම ලෝහ සංයෝග අධෝරක්ත අවශෝෂණ ද්රව්යවල බහුලව භාවිතා වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ATO, ITO සහ AZO බොහෝ විට විනිවිද පෙනෙන සන්නායක, ප්රති-ස්ථිතික, විකිරණ ආරක්ෂණ ආලේපන සහ විනිවිද පෙනෙන ඉලෙක්ට්රෝඩවල භාවිතා වේ; එහි විශිෂ්ට ආසන්න අධෝරක්ත ආවරණ ක්රියාකාරිත්වය සහ විෂ නොවන ගුණාංග නිසා WO3 විවිධ තාප පරිවාරක, අවශෝෂණ සහ පරාවර්තන අධෝරක්ත ද්රව්යවල බහුලව භාවිතා වේ. මෙම ලෝහ සංයෝග ඒවායේ අද්විතීය අධෝරක්ත අවශෝෂණ ලක්ෂණ නිසා අධෝරක්ත තාක්ෂණ ක්ෂේත්රයේ වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.
2.3 අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කළ හැකි දුර්ලභ පෘථිවි සංයෝග මොනවාද?
දුර්ලභ පාංශු මූලද්රව්ය අතර, ලැන්තනම් හෙක්සබොරයිඩ් සහ නැනෝ ප්රමාණයේ ලැන්තනම් බෝරයිඩ් වලට අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කරගත හැකිය.ලැන්තනම් හෙක්සබොරයිඩ් (LaB6)රේඩාර්, අභ්යවකාශ, ඉලෙක්ට්රොනික කර්මාන්තය, උපකරණ, වෛද්ය උපකරණ, ගෘහ උපකරණ ලෝහ විද්යාව, පාරිසරික ආරක්ෂාව සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්රවල බහුලව භාවිතා වන ද්රව්යයකි. විශේෂයෙන්, ලැන්තනම් හෙක්සාබොරයිඩ් තනි ස්ඵටික යනු අධි බලැති ඉලෙක්ට්රෝන නල, චුම්බක, ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භ, අයන කදම්භ සහ ත්වරණකාරක කැතෝඩ සෑදීම සඳහා ද්රව්යයකි.
මීට අමතරව, නැනෝ-පරිමාණ ලැන්තනම් බෝරයිඩ් අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කිරීමේ ගුණය ද ඇත. එය සූර්යාලෝකයෙන් ලැබෙන අධෝරක්ත කිරණ අවහිර කිරීම සඳහා පොලිඑතිලීන් පටල තහඩු මතුපිට ආලේපනයේ භාවිතා වේ. අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කරන අතරම, නැනෝ-පරිමාණ ලැන්තනම් බෝරයිඩ් ඕනෑවට වඩා දෘශ්ය ආලෝකය අවශෝෂණය නොකරයි. මෙම ද්රව්යයට උණුසුම් දේශගුණයක් තුළ ජනෙල් වීදුරුවට අධෝරක්ත කිරණ ඇතුළු වීම වළක්වා ගත හැකි අතර, සීතල දේශගුණයක් තුළ ආලෝකය සහ තාප ශක්තිය වඩාත් ඵලදායී ලෙස භාවිතා කළ හැකිය.
දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්රව්ය මිලිටරි, න්යෂ්ටික බලශක්තිය, උසස් තාක්ෂණය සහ දෛනික පාරිභෝගික නිෂ්පාදන ඇතුළු බොහෝ ක්ෂේත්රවල බහුලව භාවිතා වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ආයුධ සහ උපකරණවල මිශ්ර ලෝහවල උපායශීලී ක්රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ලැන්තනම් භාවිතා කරයි, න්යෂ්ටික බලශක්ති ක්ෂේත්රයේ නියුට්රෝන අවශෝෂක ලෙස ගැඩොලිනියම් සහ එහි සමස්ථානික භාවිතා කරයි, සහ පාරජම්බුල කිරණ සහ අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කිරීම සඳහා සීරියම් වීදුරු ආකලන ලෙස භාවිතා කරයි.
වීදුරු ආකලන ද්රව්යයක් ලෙස සීරියම් පාරජම්බුල කිරණ සහ අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කර ගත හැකි අතර දැන් එය මෝටර් රථ වීදුරු වල බහුලව භාවිතා වේ. එය පාරජම්බුල කිරණවලින් ආරක්ෂා කරනවා පමණක් නොව මෝටර් රථය තුළ උෂ්ණත්වය අඩු කරයි, එමඟින් වායු සමීකරණය සඳහා විදුලිය ඉතිරි වේ. 1997 සිට ජපන් මෝටර් රථ වීදුරු සීරියම් ඔක්සයිඩ් සමඟ එකතු කර ඇති අතර එය 1996 දී මෝටර් රථවල භාවිතා කරන ලදී.
3.ලෝහ සංයෝග මගින් අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කිරීමේ ගුණාංග සහ බලපෑම් සාධක
3.1 ලෝහ සංයෝග මගින් අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කිරීමේ ගුණාංග සහ බලපෑම් සාධකවලට ප්රධාන වශයෙන් පහත සඳහන් අංශ ඇතුළත් වේ:
අවශෝෂණ අනුපාත පරාසය: ලෝහ සංයෝග අධෝරක්ත කිරණවලට අවශෝෂණය කිරීමේ අනුපාතය ලෝහ වර්ගය, මතුපිට තත්ත්වය, උෂ්ණත්වය සහ අධෝරක්ත කිරණවල තරංග ආයාමය වැනි සාධක මත පදනම්ව වෙනස් වේ. ඇලුමිනියම්, තඹ සහ යකඩ වැනි පොදු ලෝහ සාමාන්යයෙන් කාමර උෂ්ණත්වයේ දී අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණ අනුපාතය 10% සහ 50% අතර වේ. උදාහරණයක් ලෙස, කාමර උෂ්ණත්වයේ දී පිරිසිදු ඇලුමිනියම් මතුපිට සිට අධෝරක්ත කිරණ දක්වා අවශෝෂණ අනුපාතය 12% ක් පමණ වන අතර, රළු තඹ මතුපිට අවශෝෂණ අනුපාතය 40% ක් පමණ විය හැකිය.
3.2 ලෝහ සංයෝග මගින් අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කිරීමේ ගුණාංග සහ බලපෑම් සාධක :
ලෝහ වර්ග: විවිධ ලෝහවලට විවිධ පරමාණුක ව්යුහයන් සහ ඉලෙක්ට්රෝන සැකැස්මක් ඇති අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස අධෝරක්ත කිරණ සඳහා ඒවායේ විවිධ අවශෝෂණ හැකියාවන් ඇත.
මතුපිට තත්ත්වය: ලෝහ මතුපිට රළුබව, ඔක්සයිඩ් ස්ථරය හෝ ආලේපනය අවශෝෂණ අනුපාතයට බලපායි.
උෂ්ණත්වය: උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් ලෝහය තුළ ඇති ඉලෙක්ට්රොනික තත්ත්වය වෙනස් කරන අතර එමඟින් එහි අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණයට බලපායි.
අධෝරක්ත තරංග ආයාමය: විවිධ තරංග ආයාම සහිත අධෝරක්ත කිරණවලට ලෝහ සඳහා විවිධ අවශෝෂණ හැකියාවන් ඇත.
නිශ්චිත තත්වයන් යටතේ සිදුවන වෙනස්කම්: ඇතැම් නිශ්චිත තත්වයන් යටතේ, ලෝහ මගින් අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණ අනුපාතය සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් විය හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, ලෝහ මතුපිටක් විශේෂ ද්රව්ය තට්ටුවකින් ආලේප කළ විට, අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය කිරීමේ හැකියාව වැඩි දියුණු කළ හැකිය. ඊට අමතරව, ඉහළ උෂ්ණත්ව පරිසරවල ලෝහවල ඉලෙක්ට්රොනික තත්වයේ වෙනස්වීම් ද අවශෝෂණ අනුපාතය වැඩි කිරීමට හේතු විය හැක.
යෙදුම් ක්ෂේත්ර: ලෝහ සංයෝගවල අධෝරක්ත අවශෝෂණ ගුණාංග අධෝරක්ත තාක්ෂණය, තාප ප්රතිබිම්බකරණය සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්රවල වැදගත් යෙදුම් අගයක් ගනී. උදාහරණයක් ලෙස, ලෝහ මතුපිටක ආලේපනය හෝ උෂ්ණත්වය පාලනය කිරීමෙන්, එහි අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණය සකස් කළ හැකි අතර, එමඟින් උෂ්ණත්ව මිනුම්, තාප ප්රතිබිම්බකරණය ආදියෙහි යෙදීම් වලට ඉඩ සැලසේ.
‘පර්යේෂණාත්මක ක්රම සහ පර්යේෂණ පසුබිම’: පර්යේෂකයන් පර්යේෂණාත්මක මිනුම් සහ වෘත්තීය අධ්යයනයන් හරහා ලෝහ මගින් අධෝරක්ත කිරණ අවශෝෂණ අනුපාතය තීරණය කළහ. ලෝහ සංයෝගවල දෘශ්ය ගුණාංග අවබෝධ කර ගැනීමට සහ අදාළ යෙදුම් සංවර්ධනය කිරීමට මෙම දත්ත වැදගත් වේ.
සාරාංශයක් ලෙස, ලෝහ සංයෝගවල අධෝරක්ත අවශෝෂණ ගුණාංග බොහෝ සාධක මගින් බලපාන අතර විවිධ තත්වයන් යටතේ සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් විය හැකිය. මෙම ගුණාංග බොහෝ ක්ෂේත්රවල බහුලව භාවිතා වේ.