एकल क्रिस्टल: Difference between revisions

यद्यपि आधुनिक तकनीक के साथ वर्तमान विधियां अत्यंत परिष्कृत हैं, क्रिस्टल विकास की उत्पत्ति 2500 ईसा पूर्व में क्रिस्टलीकरण द्वारा नमक शुद्धिकरण के लिए वापस खोजी जा सकती है। जलीय घोल का उपयोग करने वाली एक अधिक उन्नत विधि 1600 CE में शुरू की गई थी, जबकि पिघल और वाष्प विधियाँ 1850 CE के आसपास शुरू हुईं।<ref name=":2">(2007) ग्रोइंग सिंगल क्रिस्टल्स। में: सिरेमिक सामग्री। स्प्रिंगर, न्यूयॉर्क, एनवाई। {{doi|10.1007/978-0-387-46271-4_29}}</ref>

== अनुप्रयोग ==

सेमीकंडक्टर उद्योग में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले एकल क्रिस्टल में से एक सिलिकॉन है। अर्धचालक एकल क्रिस्टल के लिए चार मुख्य उत्पादन विधियां धातु समाधान से होती हैं: तरल चरण एपिटैक्सी (एलपीई), तरल चरण इलेक्ट्रोएपिटैक्सी (एलपीईई), यात्रा हीटर विधि (टीएचएम), और तरल चरण प्रसार (एलपीडी)।<ref>{{Citation|last1=Dost|first1=Sadik|title=Chapter 1 – INTRODUCTION|date=2007-01-01|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978044452232050002X|work=Single Crystal Growth of Semiconductors from Metallic Solutions|pages=3–14|editor-last=Dost|editor-first=Sadik|place=Amsterdam|publisher=Elsevier|language=en|doi=10.1016/b978-044452232-0/50002-x|isbn=978-0-444-52232-0|access-date=2021-03-11|last2=Lent|first2=Brian|editor2-last=Lent|editor2-first=Brian}}</ref> हालांकि, एकल-क्रिस्टल कार्बनिक अर्धचालक सहित अकार्बनिक एकल क्रिस्टल सक्षम अर्धचालक के अलावा कई अन्य एकल क्रिस्टल हैं।

{{Expand section|date=April 2009}}

[[ नीलम ]]: एल्युमिनियम ऑक्साइड के अल्फा चरण के रूप में बेहतर जाना जाता है (Al₂O₃) वैज्ञानिकों द्वारा, उच्च तकनीक इंजीनियरिंग में नीलम एकल क्रिस्टल का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसे गैसीय, ठोस या विलयन चरणों से उगाया जा सकता है।<ref name=":7" />इलेक्ट्रॉनिक उपयोग के बाद विचार करते समय विकास विधि से उत्पन्न क्रिस्टल का व्यास महत्वपूर्ण होता है। उनका उपयोग [[ लेज़र ]] और [[ अरेखीय प्रकाशिकी ]] के लिए किया जाता है। कुछ उल्लेखनीय उपयोग बायोमेट्रिक फिंगरप्रिंट रीडर की खिड़की, लंबी अवधि के डेटा भंडारण के लिए ऑप्टिकल डिस्क और एक्स-रे इंटरफेरोमीटर के रूप में हैं।<ref name=":5">{{Cite book|last=Fornari, Roberto.|url=https://www.worldcat.org/oclc/1055046791|title=Single Crystals of Electronic Materials : Growth and Properties.|date=2018|publisher=Elsevier Science & Technology|isbn=978-0-08-102097-5|location=San Diego|oclc=1055046791}}</ref>

[[ ईण्डीयुम फास्फाइड ]]: ये एकल क्रिस्टल अपने बड़े-व्यास वाले सबस्ट्रेट्स के साथ ऑप्टिकल फाइबर के रूप में उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स के संयोजन के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं।

[[File:Aluminum oxide cristals (corundum).jpg|thumb|एल्यूमिनियम ऑक्साइड क्रिस्टल]]

[[ जर्मेनियम ]]: 1947 में बार्डीन, ब्रेटेन और शॉक्ले द्वारा आविष्कार किए गए पहले ट्रांजिस्टर में यह सामग्री थी। इसका उपयोग कुछ गामा-रे डिटेक्टरों और अवरक्त प्रकाशिकी में किया जाता है।<ref>{{Cite journal|last1=Gafni|first1=G.|last2=Azoulay|first2=M.|last3=Shiloh|first3=C.|last4=Noter|first4=Y.|last5=Saya|first5=A.|last6=Galron|first6=H.|last7=Roth|first7=M.|editor1-first=Irving J|editor1-last=Spiro|date=1987-11-10|title=Large Diameter Germanium Single Crystals For IR Optics|url=https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/0819/0000/Large-Diameter-Germanium-Single-Crystals-For-IR-Optics/10.1117/12.941806.short|journal=Infrared Technology XIII|publisher=International Society for Optics and Photonics|volume=0819|pages=96–102|doi=10.1117/12.941806|bibcode=1987SPIE..819...96G|s2cid=136334692}}</ref> अब यह अपने आंतरिक वाहक गतिशीलता के लिए अल्ट्राफास्ट इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का केंद्र बन गया है।<ref name=":4" />

धातुओं को आश्चर्यजनक रूप से एकल-क्रिस्टल रूप में उत्पादित किया जा सकता है और धात्विक कंडक्टरों के अंतिम प्रदर्शन को समझने का एक साधन प्रदान करता है। उत्प्रेरक रसायन विज्ञान, सतह भौतिकी, इलेक्ट्रॉनों और [[ मोनोक्रोमेटर ]]्स जैसे बुनियादी विज्ञान को समझने के लिए यह महत्वपूर्ण है।<ref name=":6" />धात्विक एकल क्रिस्टल के उत्पादन में उच्चतम गुणवत्ता की आवश्यकताएं होती हैं और छड़ के रूप में उगाई या खींची जाती हैं।<ref>{{Cite web|title=Scientists blow hot and cold to produce single-crystal metal|url=https://www.materialstoday.com/metals-alloys/news/scientists-produce-singlecrystal-metal/|access-date=2021-03-12|website=Materials Today}}</ref> कुछ कंपनियां अलग-अलग व्यास के साथ विशिष्ट ज्यामिति, खांचे, छेद और संदर्भ चेहरे का उत्पादन कर सकती हैं।<ref name="Semiconductor Single Crystals"/>

एकल-क्रिस्टल ठोस का एक अन्य अनुप्रयोग सामग्री विज्ञान में कम तापीय [[ रेंगना (विरूपण) ]] के साथ उच्च शक्ति सामग्री के उत्पादन में है, जैसे टरबाइन ब्लेड।<ref name="spt">Spittle, Peter. [http://users.encs.concordia.ca/~kadem/Rolls%20Royce.pdf "Gas turbine technology"] ''[[Rolls-Royce plc]]'', 2003. Retrieved: 21 July 2012.</ref> यहां, अनाज की सीमाओं की अनुपस्थिति वास्तव में उपज शक्ति में कमी देती है, लेकिन इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि रेंगने की मात्रा कम हो जाती है जो उच्च तापमान, निकट सहिष्णुता भाग अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।<ref name="turb">[http://www.memagazine.org/backissues/membersonly/feb06/features/crjewels/crjewels.html Crown jewels – These crystals are the gems of turbine efficiency] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100325003415/http://www.memagazine.org/backissues/membersonly/feb06/features/crjewels/crjewels.html|date=2010-03-25}} Article on single-crystal turbine blades ''memagazine.com''<!--members only--></ref> शोधकर्ता बैरी पिएर्सी ने पाया कि कास्टिंग मोल्ड पर एक समकोण मोड़ स्तंभ क्रिस्टल की संख्या को कम कर देगा और बाद में, वैज्ञानिक जियामी ने टरबाइन ब्लेड की एकल-क्रिस्टल संरचना को शुरू करने के लिए इसका इस्तेमाल किया।<ref>{{Cite web|date=2017-02-06|title=Each Blade a Single Crystal|url=https://www.americanscientist.org/article/each-blade-a-single-crystal|access-date=2021-02-08|website=American Scientist|language=en}}</ref>

एकल क्रिस्टल अनुसंधान में विशेष रूप से संघनित-पदार्थ भौतिकी और सामग्री विज्ञान के सभी पहलुओं जैसे सतह विज्ञान के लिए आवश्यक हैं।<ref name=":5" />[[ ब्रैग विवर्तन ]] और हीलियम परमाणु बिखरने जैसी तकनीकों द्वारा सामग्री की क्रिस्टल संरचना का विस्तृत अध्ययन एकल क्रिस्टल के साथ आसान है <!-- Powder diffraction is actually easier and more efficient

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