प्लैटिनम सिलिसाइड

प्लैटिनम सिलिसाइड, जिसे प्लैटिनम मोनोसिलिसाइड भी कहा जाता है, PtSi सूत्र वाला एक अकार्बनिक यौगिक है। यह एक अर्धचालक है जो 0.8 K तक ठंडा होने पर अतिचालक  में बदल जाता है।

संरचना और संबंध
PtSi की क्रिस्टल संरचना ऑर्थोरोम्बिक है, जिसमें प्रत्येक सिलिकॉन परमाणु में छह पड़ोसी प्लैटिनम परमाणु होते हैं। सिलिकॉन और प्लैटिनम पड़ोसियों के बीच की दूरी इस प्रकार है: एक 2.41 एंगस्ट्रॉम की दूरी पर, दो 2.43 एंगस्ट्रॉम की दूरी पर, एक 2.52 एंगस्ट्रॉम की दूरी पर, और अंतिम दो 2.64 एंगस्ट्रॉम की दूरी पर। प्रत्येक प्लैटिनम परमाणु में समान दूरी पर छह सिलिकॉन पड़ोसी होते हैं, साथ ही 2.87 और 2.90 एंगस्ट्रॉम की दूरी पर दो प्लैटिनम पड़ोसी होते हैं। 2.50 एंगस्ट्रॉम से अधिक की सभी दूरियाँ वास्तव में यौगिक की बॉन्डिंग इंटरैक्शन में शामिल होने के लिए बहुत दूर मानी जाती हैं। परिणामस्वरूप, यह दिखाया गया है कि सहसंयोजक बंधों के दो सेट यौगिक बनाने वाले बंधों की रचना करते हैं। एक सेट तीन केंद्र Pt-Si-Pt बंधन है, और दूसरा सेट दो केंद्र Pt-Si बंधन है। यौगिक में प्रत्येक सिलिकॉन परमाणु में एक तीन केंद्र बंधन और दो केंद्र बंधन होते हैं। पीटीएसआई की सबसे पतली फिल्म में परमाणुओं के दो वैकल्पिक तल, ऑर्थोरोम्बिक संरचनाओं की एक एकल शीट शामिल होगी। बारी-बारी से चादरों के जोड़े को ढेर करके मोटी परतें बनाई जाती हैं। PtSi के बीच संबंध का तंत्र शुद्ध प्लैटिनम की तुलना में शुद्ध सिलिकॉन के समान है Pt2Si, हालांकि प्रयोग से PtSi में धात्विक बंधन गुण का पता चला है जिसमें शुद्ध सिलिकॉन का अभाव है।

तरीके
PtSi को कई तरीकों से संश्लेषित किया जा सकता है। मानक विधि में सिलिकॉन वेफर्स पर शुद्ध प्लैटिनम की एक पतली फिल्म जमा करना और निष्क्रिय परिवेश में आधे घंटे के लिए 450-600 डिग्री सेल्सियस पर पारंपरिक भट्टी में गर्म करना शामिल है। इस प्रक्रिया को ऑक्सीजन युक्त वातावरण में नहीं किया जा सकता है, क्योंकि इसके परिणामस्वरूप सिलिकॉन पर एक ऑक्साइड परत बन जाती है, जो पीटीएसआई को बनने से रोकती है। संश्लेषण के लिए एक द्वितीयक तकनीक के लिए सिलिकॉन सब्सट्रेट पर जमा की गई स्पटरिंग प्लैटिनम फिल्म की आवश्यकता होती है। जिस आसानी से पीटीएसआई ऑक्सीजन से दूषित हो सकता है, उसके तरीकों के कई रूप बताए गए हैं। यह दिखाया गया है कि तेजी से थर्मल प्रसंस्करण से पीटीएसआई परतों की शुद्धता बढ़ती है। कम तापमान (200-450 डिग्री सेल्सियस) भी सफल पाया गया, उच्च तापमान मोटी PtSi परतों का निर्माण करते हैं, हालांकि 950°C से अधिक तापमान बड़े PtSi अनाजों के समूहों के कारण बढ़ी हुई प्रतिरोधकता के साथ PtSi का निर्माण करता है।

काइनेटिक्स
नियोजित संश्लेषण विधि के बावजूद, PtSi उसी तरह बनता है। जब शुद्ध प्लैटिनम को पहली बार सिलिकॉन के साथ गर्म किया जाता है, Pt2Si बन गया है। एक बार सभी उपलब्ध पीटी और सी का उपयोग किया जाता है और केवल उपलब्ध सतहें होती हैं Pt2Si, सिलिसाइड पीटीएसआई में परिवर्तित होने की धीमी प्रतिक्रिया शुरू कर देगा। के लिए सक्रियण ऊर्जा Pt2Si प्रतिक्रिया लगभग 1.38 eV है, जबकि PtSi के लिए यह 1.67 eV है।

ऑक्सीजन प्रतिक्रिया के लिए बेहद हानिकारक है, क्योंकि यह अधिमानतः पीटी से बंधेगी, पीटी-सी बंधन के लिए उपलब्ध साइटों को सीमित कर देगी और सिलिसाइड गठन को रोक देगी। का आंशिक दबाव O2 10 पर जितना कम−7को सिलिसाइड के निर्माण को धीमा करने के लिए पर्याप्त पाया गया है। इस समस्या से बचने के लिए निष्क्रिय परिवेश का उपयोग किया जाता है, साथ ही संभावित संदूषण की मात्रा को कम करने के लिए छोटे एनीलिंग कक्षों का भी उपयोग किया जाता है। धातु फिल्म की सफाई भी बेहद महत्वपूर्ण है, और अशुद्ध परिस्थितियों के परिणामस्वरूप खराब पीटीएसआई संश्लेषण होता है। कुछ मामलों में ऑक्साइड परत फायदेमंद हो सकती है। जब PtSi को शोट्की अवरोधक के रूप में उपयोग किया जाता है, तो एक ऑक्साइड परत PtSi को घिसने से रोकती है।

अनुप्रयोग
पीटीएसआई एक अर्धचालक और उच्च स्थिरता और अच्छी संवेदनशीलता वाला शोट्की बैरियर है, और इसका उपयोग इन्फ्रारेड डिटेक्टर, थर्मल इमेजिंग, या ओमिक संपर्क और शोट्की संपर्कों में किया जा सकता है। प्लैटिनम सिलिसाइड का सबसे अधिक अध्ययन और उपयोग 1980 और 90 के दशक में किया गया था, लेकिन इसकी कम क्वांटम दक्षता के कारण इसका उपयोग कम हो गया है। PtSi का उपयोग अब इन्फ्रारेड डिटेक्टरों में सबसे अधिक किया जाता है, तरंग दैर्ध्य के बड़े आकार के कारण इसका उपयोग पता लगाने के लिए किया जा सकता है। इसका उपयोग अवरक्त खगोल विज्ञान के लिए डिटेक्टरों में भी किया गया है। यह 0.05°C तक अच्छी स्थिरता के साथ काम कर सकता है। प्लैटिनम सिलिसाइड चित्रित सरणियों की उच्च एकरूपता प्रदान करता है। कम लागत और स्थिरता इसे निवारक रखरखाव और वैज्ञानिक थर्मोग्राफिक कैमरा के लिए उपयुक्त बनाती है।

यह भी देखें

 * HgCdTe
 * इंडियम एंटीमोनाइड