ဆီလီကွန်ကာဗိုက် နာနိုပစ္စည်းများ

ဆီလီကွန်ကာဗိုက် နာနိုပစ္စည်းများ

ဆီလီကွန်ကာဗိုက် နာနိုပစ္စည်းများ (SiC nanomaterials) ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော ပစ္စည်းများကို ရည်ညွှန်းသည်။ဆီလီကွန်ကာဗိုက် (SiC)သုံးဖက်မြင် အာကာသအတွင်း အနည်းဆုံး အတိုင်းအတာတစ်ခု (အများအားဖြင့် 1-100nm အဖြစ် သတ်မှတ်ထားသည်)။ ဆီလီကွန်ကာဗိုက် နာနိုပစ္စည်းများကို ၎င်းတို့၏ဖွဲ့စည်းပုံအရ သုည-ဘက်မြင်၊ တစ်ဘက်မြင်၊ နှစ်ဘက်မြင်နှင့် သုံးဖက်မြင်ဖွဲ့စည်းပုံများအဖြစ် ခွဲခြားနိုင်သည်။

သုည-ဘက်မြင် နာနိုတည်ဆောက်ပုံများအတိုင်းအတာအားလုံးသည် နာနိုမီတာစကေးပေါ်တွင်ရှိပြီး အဓိကအားဖြင့် အစိုင်အခဲ နာနိုခရစ်စတိတ်များ၊ အခေါင်းပေါက် နာနိုစဖီးယားများ၊ အခေါင်းပေါက် nanocages နှင့် core-shell nanospheres များ ပါဝင်သည်။

တစ်ဖက်မြင် နာနိုတည်ဆောက်ပုံများသုံးဖက်မြင် အာကာသအတွင်း အတိုင်းအတာနှစ်ခုကို နာနိုမီတာ စကေးဖြင့် ချုပ်ကိုင်ထားသည့် ဖွဲ့စည်းပုံများကို ကိုးကားပါ။ ဤဖွဲ့စည်းပုံတွင် nanowires (အစိုင်အခဲဗဟို)၊ နာနိုပြွန် (အခေါင်းပေါက်အလယ်)၊ nanobelts သို့မဟုတ် nanobelts (ကျဉ်းမြောင်းသောစတုဂံဖြတ်ပိုင်း) နှင့် nanoprims (prism-shaped cross-section) အပါအဝင် ပုံစံများစွာရှိသည်။ ဤဖွဲ့စည်းပုံသည် mesoscopic physics နှင့် nanoscale စက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်ရေးတွင် ၎င်း၏ထူးခြားသောအသုံးချမှုများကြောင့် အပြင်းအထန်သုတေသနပြုမှု၏ အဓိကအာရုံစိုက်မှုဖြစ်လာသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ တစ်ဘက်မြင်နာနိုဖွဲ့စည်းပုံရှိ သယ်ဆောင်သူများသည် ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံ၏ ဦးတည်ရာတစ်ခုတည်းတွင်သာ ပြန့်ပွားနိုင်သည် (ဆိုလိုသည်မှာ၊ nanowire သို့မဟုတ် nanotube ၏ longitudinal direction) နှင့် nanoelectronics တို့တွင် အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုများနှင့် အဓိကစက်ပစ္စည်းများအဖြစ် အသုံးပြုနိုင်သည်။

နှစ်ဘက်မြင် နာနိုတည်ဆောက်ပုံများနာနိုစကေးတွင် အတိုင်းအတာတစ်ခုတည်းသာရှိသော၊ များသောအားဖြင့် ၎င်းတို့၏အလွှာလေယာဉ်များဖြစ်သည့် နာနိုစာရွက်များ၊ နာနိုစာရွက်များ၊ nanosheets နှင့် nanospheres များသည် ၎င်းတို့၏ကြီးထွားမှုယန္တရား၏အခြေခံနားလည်မှုအတွက်သာမက မကြာသေးမီက ၎င်းတို့၏အလားအလာများကို စူးစမ်းလေ့လာရန်အတွက်လည်း အထူးအာရုံစိုက်ခံရပါသည်။ အလင်းထုတ်လွှတ်မှု၊ အာရုံခံကိရိယာများ၊ ဆိုလာဆဲလ်များ၊

သုံးဖက်မြင် နာနိုတည်ဆောက်ပုံများအများအားဖြင့် ရှုပ်ထွေးသော nanostructures ဟုခေါ်တွင်ကြပြီး၊ တစ်ခု သို့မဟုတ် တစ်ခုထက်ပိုသော အခြေခံတည်ဆောက်ပုံယူနစ်များ အစုအဝေးဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသောကြောင့် သုညဖက်မြင်၊ တစ်ဘက်မြင်နှင့် နှစ်ဘက်မြင် (ဥပမာ- nanowires သို့မဟုတ် nanorods များကဲ့သို့ ပုံဆောင်ခဲလမ်းဆုံများ) နှင့် ၎င်းတို့၏ ဂျီဩမေတြီအတိုင်းအတာ စုစုပေါင်း နာနိုမီတာ သို့မဟုတ် မိုက်ခရိုမီတာ စကေးပေါ်တွင် ရှိနေသည်။ တစ်ယူနစ်တစ်ခုလျှင် မျက်နှာပြင်ဧရိယာမြင့်မားသော ရှုပ်ထွေးသော nanostructure များသည် အလင်းကို ထိရောက်စွာ စုပ်ယူနိုင်စေရန် ရှည်လျားသော optical လမ်းကြောင်းများ၊ လျင်မြန်သော interfacial charge transfer နှင့် tunable charge transportability ကဲ့သို့သော အားသာချက်များစွာကို ပေးပါသည်။ ဤအားသာချက်များသည် အနာဂတ်စွမ်းအင်ပြောင်းလဲခြင်းနှင့် သိုလှောင်မှုအပလီကေးရှင်းများတွင် ဒီဇိုင်းကို အဆင့်မြှင့်တင်ရန် သုံးဖက်မြင်နာနိုတည်ဆောက်ပုံများကို ပံ့ပိုးပေးသည်။ 0D မှ 3D တည်ဆောက်ပုံများအထိ၊ ကျယ်ပြန့်သော nanomaterials များကို လေ့လာပြီး လုပ်ငန်းခွင်နှင့် နေ့စဉ်ဘဝများတွင် တဖြည်းဖြည်း မိတ်ဆက်လာခဲ့သည်။

SiC nanomaterials ၏ပေါင်းစပ်မှုနည်းလမ်းများ

သုည-ဖက်မြင်ပစ္စည်းများကို အပူအရည်ပျော်သည့်နည်းလမ်း၊ လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒနည်း၊ လေဆာပစ်ရိုလေစီနည်းစသည်ဖြင့် ပေါင်းစပ်ဖန်တီးနိုင်သည်။SiC အခဲနာနိုမီတာ အနည်းငယ်မှ နာနိုမီတာ ဆယ်ဂဏန်းအထိ ရှိသော nanocrystal များသည် ပုံ 1 တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း ပုံမှန်အားဖြင့် pseudo-spherical ဖြစ်ကြပါသည်။

ပုံ 1 သည် မတူညီသောနည်းလမ်းများဖြင့် ပြင်ဆင်ထားသော β-SiC nanocrystals များ၏ TEM ပုံများ

(က) Solvothermal Synthesis[34]၊ (ခ) လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒင်နည်း[35]၊ (ဂ) အပူပေးစနစ်[48]; (ဃ) လေဆာရောင်ခြည်[၄၉]

Dasog et al ။ ပုံ 2 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း၊ ပုံ 2 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း Solid-state double ပြိုကွဲပျက်စီးမှုတုံ့ပြန်မှုဖြင့်ထိန်းချုပ်နိုင်သောအရွယ်အစားနှင့်ရှင်းလင်းသောဖွဲ့စည်းပုံပါရှိသော ကြယ်ပွင့် beta-SiC nanocrystal များကိုပေါင်းစပ်ထားသည်။

ပုံ 2 FESEM ပုံများ

(က) 51.3 ± 5.5 nm; (ခ) 92.8 ± 6.6 nm; (ဂ) 278.3 ± 8.2 nm

SiC nanowire ကြီးထွားမှုအတွက် အငွေ့အဆင့်နည်းလမ်း။ Gas Phase Synthesis သည် SiC nanowires များဖွဲ့စည်းရန်အတွက် အရင့်ကျက်ဆုံးနည်းလမ်းဖြစ်သည်။ ပုံမှန်ဖြစ်စဉ်တစ်ခုတွင်၊ နောက်ဆုံးထွက်ကုန်ကိုဖွဲ့စည်းရန် ဓာတ်ပြုရန်အသုံးပြုသည့် အငွေ့များသည် အငွေ့ပျံခြင်း၊ ဓာတုလျှော့ချခြင်းနှင့် ဓာတ်ငွေ့တုံ့ပြန်မှု (မြင့်မားသောအပူချိန်လိုအပ်ခြင်း) တို့ဖြင့် ထုတ်ပေးပါသည်။ မြင့်မားသောအပူချိန်သည် စွမ်းအင်သုံးစွဲမှုကို တိုးမြင့်စေသော်လည်း၊ ဤနည်းလမ်းဖြင့် စိုက်ပျိုးထားသော SiC nanowires များသည် ပုံဆောင် 3 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း မြင့်မားသောကြည်လင်ခိုင်မာမှု၊ ရှင်းလင်းသော nanowires/nanorods၊ nanoprisms၊ nanoneedles၊ nanotubes၊ nanobelts၊ nanocables စသည်တို့ဖြစ်သည်။

ပုံ 3 တစ်ဖက်မြင် SiC nanostructures များ၏ ပုံမှန်ရုပ်ပုံသဏ္ဍာန်များ 

(က) ကာဗွန်ဖိုင်ဘာများပေါ်ရှိ Nanowire အခင်းအကျင်းများ၊ (ခ) Ni-Si ဘောလုံးများပေါ်ရှိ Ultralong nanowire များ၊ (ဂ) နာနိုဝါယာများ၊ (ဃ) နာနိုပရစ်ဇင်၊ (င) နာနိုဝါး၊ (စ) Nanoneedles၊ (ဆ) နာနိုဘိုင်များ၊ (ဇ) နာနိုကြိုးများ၊ (ဈ) နာနိုပြွန်များ

SiC nanowires ပြင်ဆင်မှုအတွက် ဖြေရှင်းချက်နည်းလမ်း။ တုံ့ပြန်မှုအပူချိန်ကို လျှော့ချပေးသည့် SiC nanowires များကို ပြင်ဆင်ရန်အတွက် ဖြေရှင်းချက်နည်းလမ်းကို အသုံးပြုသည်။ နည်းလမ်းတွင် အလိုလို ဓာတုဗေဒ လျှော့ချခြင်း သို့မဟုတ် အပျော့စား အပူချိန်တွင် အခြားသော တုံ့ပြန်မှုများမှတဆင့် ဖြေရှင်းချက်အဆင့် ရှေ့ပြေးနိမိတ်ပုံဆောင်ခဲများ ပါဝင်နိုင်သည်။ ဖြေရှင်းချက်နည်းလမ်း၏ကိုယ်စားလှယ်များအနေဖြင့်၊ အပူချိန်နိမ့်သောအချိန်တွင် SiC nanowires ရရှိရန် solvothermal synthesis နှင့် hydrothermal synthesis ကို အများအားဖြင့် အသုံးပြုခဲ့ကြသည်။

နှစ်ဘက်မြင်နာနိုပစ္စည်းများကို solvothermal နည်းလမ်းများ၊ တွန်းထုတ်သောလေဆာများ၊ ကာဗွန်အပူလျှော့ချခြင်း၊ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဖယ်ရှားခြင်းနှင့် မိုက်ခရိုဝေ့ဖ်ပလာစမာကို မြှင့်တင်ခြင်းဖြင့် ပြင်ဆင်နိုင်ပါသည်။CVD. ဟို et al ။ ပုံ 4 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း nanowire ပန်းပုံသဏ္ဍာန်ရှိ 3D SiC nanostructure ကိုနားလည်သဘောပေါက်ထားပါသည်။ SEM ပုံသည် ပန်းကဲ့သို့ဖွဲ့စည်းပုံတွင် အချင်း 1-2 μm နှင့် 3-5 μm အရှည်ရှိကြောင်းပြသသည်။

ပုံ 4 SEM သုံးဖက်မြင် SiC nanowire ပန်းပွင့်ပုံ

SiC nanomaterials များ၏စွမ်းဆောင်ရည်

SiC nanomaterials များသည် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ၊ ဓာတုဗေဒ၊ လျှပ်စစ်နှင့် အခြားဂုဏ်သတ္တိများ ရှိသည့် စွမ်းဆောင်ရည် အထူးကောင်းမွန်သော အဆင့်မြင့် ကြွေထည်ပစ္စည်းဖြစ်သည်။

✔ ရုပ်သတ္တိ

မြင့်မားသော မာကျောမှု- နာနို-ဆီလီကွန်ကာဗိုက်၏ မိုက်ခရိုမာကျောမှုသည် ကော်ရွန်ဒမ်နှင့် စိန်ကြားတွင်ရှိပြီး ၎င်း၏စက်ပိုင်းဆိုင်ရာအားသည် ကော်ရွန်ဒမ်ထက် ပိုမိုမြင့်မားသည်။ ၎င်းသည် မြင့်မားသော ခံနိုင်ရည်ရှိပြီး ကောင်းစွာ ချောဆီပေးသည်။

မြင့်မားသောအပူစီးကူးမှု- Nano-silicon carbide သည် အလွန်ကောင်းမွန်သော အပူစီးကူးနိုင်ပြီး အလွန်ကောင်းမွန်သော အပူလျှပ်ကူးပစ္စည်းဖြစ်သည်။

အပူချိန်ချဲ့ထွင်မှု နည်းပါးခြင်း- ၎င်းသည် မြင့်မားသော အပူချိန်အခြေအနေများအောက်တွင် တည်ငြိမ်သောအရွယ်အစားနှင့် ပုံသဏ္ဍာန်ကို ထိန်းသိမ်းရန် နာနို-ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကို ခွင့်ပြုသည်။

မြင့်မားသောတိကျသောမျက်နှာပြင်ဧရိယာ- nanomaterials ၏ဝိသေသလက္ခဏာများထဲမှတစ်ခု၊ ၎င်းသည်၎င်း၏မျက်နှာပြင်လှုပ်ရှားမှုနှင့်တုံ့ပြန်မှုစွမ်းဆောင်ရည်ကိုတိုးတက်စေပါသည်။

✔ ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများ

ဓာတုဗေဒတည်ငြိမ်မှု- Nano-silicon carbide သည် တည်ငြိမ်သောဓာတုဂုဏ်သတ္တိများရှိပြီး ပတ်ဝန်းကျင်အမျိုးမျိုးအောက်တွင် ၎င်း၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို မပြောင်းလဲဘဲ ထိန်းသိမ်းထားနိုင်သည်။

ဓာတ်တိုးဆန့်ကျင်ပစ္စည်း- ၎င်းသည် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် ဓာတ်တိုးဆန့်ကျင်မှုကို ခုခံနိုင်ပြီး မြင့်မားသောအပူချိန်ကို ခံနိုင်ရည်ရှိကြောင်း ပြသသည်။

✔လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိ

မြင့်မားသော bandgap- မြင့်မားသော bandgap သည် ၎င်းကို ကြိမ်နှုန်းမြင့်၊ ပါဝါမြင့်သော၊ နှင့် စွမ်းအင်နိမ့် အီလက်ထရွန်နစ်စက်ပစ္စည်းများကို ပြုလုပ်ရန်အတွက် စံပြပစ္စည်းတစ်ခု ဖြစ်စေသည်။

မြင့်မားသော အီလက်ထရွန် ပြည့်ဝမှု ရွေ့လျားနိုင်မှု- ၎င်းသည် အီလက်ထရွန်များ လျင်မြန်စွာ ထုတ်လွှင့်မှုကို အထောက်အကူ ပြုသည်။

✔အခြားလက္ခဏာများ

ပြင်းထန်သော ရောင်ခြည်ဒဏ်ခံနိုင်ရည်- ၎င်းသည် ဓာတ်ရောင်ခြည်ပတ်ဝန်းကျင်တွင် တည်ငြိမ်သော စွမ်းဆောင်ရည်ကို ထိန်းသိမ်းထားနိုင်သည်။

ကောင်းသောစက်မှုဂုဏ်သတ္တိများ- မြင့်မားသော elastic modulus ကဲ့သို့သော အလွန်ကောင်းမွန်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများရှိသည်။

SiC nanomaterials ၏အသုံးချမှု

အီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာ ကိရိယာများ- ၎င်း၏အလွန်ကောင်းမွန်သော အီလက်ထရွန်းနစ်ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် အပူချိန်မြင့်မားသောတည်ငြိမ်မှုတို့ကြောင့်၊ nano-silicon carbide ကို ပါဝါမြင့်မားသော အီလက်ထရွန်နစ်အစိတ်အပိုင်းများ၊ ကြိမ်နှုန်းမြင့်စက်ပစ္စည်းများ၊ optoelectronic အစိတ်အပိုင်းများနှင့် အခြားနယ်ပယ်များတွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုပါသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ၎င်းသည် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာ စက်ပစ္စည်းများကို ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် စံပြပစ္စည်းတစ်ခုလည်းဖြစ်သည်။

Optical applications များ: နာနို-ဆီလီကွန်ကာဗိုက်သည် ကျယ်ပြန့်သော bandgap နှင့် အလွန်ကောင်းမွန်သော အလင်းဓာတ်ဂုဏ်သတ္တိများ ရှိပြီး စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် လေဆာများ၊ LEDs၊ photovoltaic ကိရိယာများ စသည်တို့ကို ထုတ်လုပ်ရန် အသုံးပြုနိုင်သည်။

စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အစိတ်အပိုင်းများ: ၎င်း၏ မြင့်မားသော မာကျောမှုနှင့် ခံနိုင်ရည်အားကို အသုံးချ၍ နာနို-ဆီလီကွန် ကာဗိုက်သည် မြန်နှုန်းမြင့် ဖြတ်တောက်ခြင်းကိရိယာများ၊ ဝက်ဝံများ၊ စက်မှုတ်တံဆိပ်များ စသည်တို့ကဲ့သို့သော မြန်နှုန်းမြင့်ဖြတ်တောက်ခြင်းကိရိယာများ၊ ဝက်ဝံများ၊ စက်မှုတ်တံဆိပ်များ စသည်တို့ကဲ့သို့ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အစိတ်အပိုင်းများ ထုတ်လုပ်ရာတွင် ကျယ်ပြန့်စွာ အသုံးချနိုင်သည်၊ အစိတ်အပိုင်းများ၏ခံနိုင်ရည်နှင့်ဝန်ဆောင်မှုသက်တမ်း။

Nanocomposite ပစ္စည်းများ: နာနို-ဆီလီကွန်ကာဗိုက်သည် ပစ္စည်း၏စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများ၊ အပူစီးကူးမှုနှင့် ချေးခံနိုင်ရည်တို့ကို တိုးတက်ကောင်းမွန်စေရန် နာနိုကွန်ပရိုက်စ်များဖွဲ့စည်းရန် အခြားပစ္စည်းများနှင့် ပေါင်းစပ်နိုင်သည်။ ဤ nanocomposite ပစ္စည်းကို အာကာသ၊ မော်တော်ကားလုပ်ငန်း၊ စွမ်းအင်နယ်ပယ် စသည်တို့တွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုပါသည်။

မြင့်မားသောအပူချိန်ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံပစ္စည်းများ: နာနိုဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွန်ကောင်းမွန်သော အပူချိန်တည်ငြိမ်မှုနှင့် ချေးခံနိုင်ရည်ရှိပြီး အလွန်မြင့်မားသော အပူချိန်ပတ်ဝန်းကျင်များတွင် အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ ထို့ကြောင့် ၎င်းကို အာကာသ၊ ရေနံဓာတုဗေဒ၊ သတ္တုဗေဒနှင့် ကုန်ထုတ်လုပ်ငန်းစသည့် အခြားနယ်ပယ်များတွင် အပူချိန်မြင့်မားသော ဖွဲ့စည်းပုံပစ္စည်းအဖြစ် အသုံးပြုသည်။မြင့်မားသောအပူချိန်မီးဖိုများ, မီးဖိုချောင်ပြွန်၊ မီးဖိုချောင် စသည်တို့

အခြားလျှောက်လွှာ: နာနိုsilicon carbide ကို ဟိုက်ဒရိုဂျင် သိုလှောင်မှု၊ photocatalysis နှင့် sensing တို့တွင်လည်း အသုံးပြုပြီး ကျယ်ပြန့်သော အသုံးချမှု အလားအလာများကို ပြသသည်။