कार्यात्मक सामग्रियों के क्षेत्र में एक चमत्कार

कार्यात्मक सामग्रियों के क्षेत्र में एक चमत्कार

के तौर परडायमंडइस अनुप्रयोग में कई प्रकार की प्रौद्योगिकियां शामिल हैं और यह बहुत कठिन है। इसे अपेक्षाकृत कम समय में साकार करने के लिए विभिन्न क्षेत्रों में सहयोगात्मक अनुसंधान की आवश्यकता है। भविष्य में, सीवीडी डायमंड ग्रोथ तकनीक को लगातार विकसित और बेहतर बनाना तथा इसके अनुप्रयोगों का पता लगाना आवश्यक है।सीवीडी हीराध्वनि विज्ञान, प्रकाशिकी और विद्युत विज्ञान में फिल्म निर्माण का उपयोग किया जाता है। यह 21वीं सदी में उच्च-तकनीकी विकास के लिए एक नई सामग्री बन जाएगी। सीवीडी तकनीक का उपयोग इंजीनियरिंग सामग्री और कार्यात्मक सामग्री दोनों के लिए किया जा सकता है। निम्नलिखित इसके कार्यात्मक अनुप्रयोगों का केवल एक परिचय है।

कार्यात्मक पदार्थ क्या है? कार्यात्मक पदार्थ विभिन्न प्रकार के ऐसे पदार्थों को संदर्भित करते हैं जिनमें प्रकाश, विद्युत, चुंबकत्व, ध्वनि और ऊष्मा जैसे भौतिक और रासायनिक कार्य होते हैं और जिनका उपयोग उद्योग और प्रौद्योगिकी में किया जाता है। इनमें विद्युत कार्यात्मक पदार्थ, चुंबकीय कार्यात्मक पदार्थ, प्रकाशीय कार्यात्मक पदार्थ, अतिचालक पदार्थ, जैवचिकित्सा पदार्थ, कार्यात्मक झिल्ली आदि शामिल हैं।

कार्यात्मक झिल्ली क्या है? इसकी विशेषताएं क्या हैं? कार्यात्मक झिल्ली एक पतली फिल्म सामग्री को संदर्भित करती है जिसमें प्रकाश, चुंबकत्व, विद्युत निस्पंदन, सोखना जैसे भौतिक गुण और उत्प्रेरण और प्रतिक्रिया जैसे रासायनिक गुण होते हैं।

पतली फिल्म सामग्री की विशेषताएं: पतली फिल्म सामग्री विशिष्ट द्वि-आयामी सामग्री होती हैं, यानी ये दो पैमानों पर बड़ी और तीसरे पैमाने पर छोटी होती हैं। आमतौर पर उपयोग की जाने वाली त्रि-आयामी थोक सामग्री की तुलना में, इसके प्रदर्शन और संरचना में कई विशेषताएं हैं। सबसे बड़ी विशेषता यह है कि विशेष पतली फिल्म निर्माण विधियों के माध्यम से कार्यात्मक फिल्मों के कुछ गुणों को प्राप्त किया जा सकता है। यही कारण है कि पतली फिल्म कार्यात्मक सामग्री ध्यान और अनुसंधान का एक महत्वपूर्ण विषय बन गई है।

के तौर परदो-आयामी सामग्रीपतली फिल्म सामग्री की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता उसका आकार है, जिसका उपयोग विभिन्न घटकों को छोटा करने और एकीकृत करने के लिए किया जा सकता है। पतली फिल्म सामग्री के कई उपयोग इसी विशेषता पर आधारित हैं, जिनमें से सबसे विशिष्ट उपयोग एकीकृत सर्किट में और कंप्यूटर स्टोरेज घटकों की भंडारण क्षमता बढ़ाने में होता है।

छोटे आकार के कारण, पतली फिल्म सामग्री में सतह और इंटरफ़ेस का सापेक्ष अनुपात अपेक्षाकृत बड़ा होता है, और सतह द्वारा प्रदर्शित गुण अत्यंत प्रमुख होते हैं। सतह इंटरफ़ेस से संबंधित कई भौतिक प्रभाव होते हैं:

(1) प्रकाश के व्यतिकरण प्रभाव के कारण चयनात्मक संचरण और परावर्तन;

(2) इलेक्ट्रॉनों और सतह के बीच टकराव के कारण होने वाला अप्रत्यास्थ प्रकीर्णन चालकता, हॉल गुणांक, धारा चुंबकीय क्षेत्र प्रभाव आदि में परिवर्तन का कारण बनता है;

(3) चूंकि फिल्म की मोटाई इलेक्ट्रॉनों के माध्य मुक्त पथ से बहुत कम है और इलेक्ट्रॉनों की ड्रोबी तरंगदैर्ध्य के करीब है, फिल्म की दो सतहों के बीच आगे-पीछे चलने वाले इलेक्ट्रॉन हस्तक्षेप करेंगे, और सतह की ऊर्ध्वाधर गति से संबंधित ऊर्जा असतत मान लेगी, जो इलेक्ट्रॉन परिवहन को प्रभावित करेगी;

(4) सतह पर, परमाणु आवधिक रूप से बाधित होते हैं, और सतह ऊर्जा स्तर और उत्पन्न सतह अवस्थाओं की संख्या सतह परमाणुओं की संख्या के समान परिमाण के क्रम की होती है, जिसका अर्धचालकों जैसे कम वाहकों वाले पदार्थों पर बहुत प्रभाव पड़ेगा;

(5) सतही चुंबकीय परमाणुओं के पड़ोसी परमाणुओं की संख्या घटती है, जिससे सतही परमाणुओं का चुंबकीय क्षण बढ़ता है;

(6) पतली फिल्म सामग्री आदि की विषमता।

क्योंकि पतली परत वाली सामग्रियों का प्रदर्शन उनकी निर्माण प्रक्रिया से प्रभावित होता है, इसलिए निर्माण प्रक्रिया के दौरान उनमें से अधिकांश असंतुलित अवस्था में होती हैं। अतः, पतली परत वाली सामग्रियों की संरचना और संघटन को संतुलन अवस्था की बाध्यता के बिना व्यापक रूप से बदला जा सकता है। इस प्रकार, लोग ऐसी कई सामग्रियाँ तैयार कर सकते हैं जिन्हें थोक सामग्रियों से प्राप्त करना कठिन होता है और नए गुण प्राप्त कर सकते हैं। यह पतली परत वाली सामग्रियों की एक महत्वपूर्ण विशेषता है और यही कारण है कि पतली परत वाली सामग्रियाँ लोगों का ध्यान आकर्षित करती हैं। चाहे रासायनिक विधि हो या भौतिक विधि, इच्छित पतली परत प्राप्त की जा सकती है।