সিলিকন এত শক্ত কিন্তু এত ভঙ্গুর কেন?

সিলিকনএটি একটি পারমাণবিক স্ফটিক, যার পরমাণুগুলি সমযোজী বন্ধনের মাধ্যমে একে অপরের সাথে সংযুক্ত থাকে, যা একটি স্থানিক নেটওয়ার্ক কাঠামো তৈরি করে। এই কাঠামোতে, পরমাণুর মধ্যে সমযোজী বন্ধনগুলি খুব দিকনির্দেশক এবং উচ্চ বন্ধন শক্তি ধারণ করে, যার ফলে সিলিকন তার আকৃতি পরিবর্তনের জন্য বাহ্যিক শক্তির প্রতিরোধ করার সময় উচ্চ কঠোরতা প্রদর্শন করে। উদাহরণস্বরূপ, পরমাণুর মধ্যে শক্তিশালী সমযোজী বন্ধন সংযোগ ধ্বংস করতে একটি বৃহৎ বাহ্যিক বলের প্রয়োজন হয়।

 

সিলিকন (1)

যাইহোক, এটি ঠিক এর পারমাণবিক স্ফটিকের নিয়মিত এবং তুলনামূলকভাবে অনমনীয় কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যের কারণে যে যখন এটি একটি বৃহৎ প্রভাব বল বা অসম বাহ্যিক বলের শিকার হয়, তখন ভিতরের জালিসিলিকনস্থানীয় বিকৃতির মাধ্যমে বাহ্যিক বলকে বাফার করা এবং ছড়িয়ে দেওয়া কঠিন, তবে কিছু দুর্বল স্ফটিক সমতল বা স্ফটিক দিক বরাবর সমযোজী বন্ধন ভেঙে যাবে, যার ফলে পুরো স্ফটিক কাঠামো ভেঙে যাবে এবং ভঙ্গুর বৈশিষ্ট্য দেখাবে। ধাতব স্ফটিকের মতো কাঠামোর বিপরীতে, ধাতব পরমাণুর মধ্যে আয়নিক বন্ধন রয়েছে যা তুলনামূলকভাবে স্লাইড করতে পারে এবং তারা বাহ্যিক শক্তির সাথে খাপ খাইয়ে নিতে পারমাণবিক স্তরগুলির মধ্যে স্লাইডিংয়ের উপর নির্ভর করতে পারে, ভাল নমনীয়তা দেখায় এবং ভঙ্গুর ভাঙা সহজ নয়।

 

সিলিকনপরমাণুগুলি সমযোজী বন্ধনের মাধ্যমে সংযুক্ত থাকে। সমযোজী বন্ধনের মূল কথা হলো পরমাণুর মধ্যে ভাগ করা ইলেকট্রন জোড়া দ্বারা গঠিত শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া। যদিও এই বন্ধনটি পরমাণুর স্থিতিশীলতা এবং কঠোরতা নিশ্চিত করতে পারেসিলিকন স্ফটিকগঠনগতভাবে, সমযোজী বন্ধন ভেঙে গেলে তার পুনরুদ্ধার করা কঠিন। যখন বাইরের জগতের দ্বারা প্রয়োগ করা বল সমযোজী বন্ধন সহ্য করার সীমা অতিক্রম করে, তখন বন্ধনটি ভেঙে যাবে, এবং যেহেতু ধাতুর মতো অবাধে চলমান ইলেকট্রনের মতো কোনও কারণ নেই যা বিরতি মেরামত করতে, সংযোগ পুনঃস্থাপন করতে, অথবা চাপ ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য ইলেকট্রনের ডিলোকালাইজেশনের উপর নির্ভর করতে সাহায্য করে, তাই এটি সহজেই ভেঙে যায় এবং নিজস্ব অভ্যন্তরীণ সমন্বয়ের মাধ্যমে সামগ্রিক অখণ্ডতা বজায় রাখতে পারে না, যার ফলে সিলিকন খুব ভঙ্গুর হয়ে যায়।

 

সিলিকন (2)

ব্যবহারিক প্রয়োগে, সিলিকন উপকরণগুলিকে সম্পূর্ণরূপে বিশুদ্ধ করা প্রায়শই কঠিন, এবং এতে কিছু অমেধ্য এবং জালির ত্রুটি থাকবে। অমেধ্য পরমাণুগুলির সংমিশ্রণ প্রাথমিকভাবে নিয়মিত সিলিকন জালির কাঠামোকে ব্যাহত করতে পারে, যার ফলে স্থানীয় রাসায়নিক বন্ধনের শক্তি এবং পরমাণুর মধ্যে বন্ধন মোডে পরিবর্তন হতে পারে, যার ফলে কাঠামোর দুর্বল অঞ্চল তৈরি হয়। জালির ত্রুটিগুলি (যেমন শূন্যস্থান এবং স্থানচ্যুতি) এমন জায়গায়ও পরিণত হবে যেখানে চাপ ঘনীভূত হবে।

যখন বাহ্যিক শক্তিগুলি কাজ করে, তখন এই দুর্বল স্থানগুলি এবং চাপের ঘনত্বের বিন্দুগুলি সমযোজী বন্ধন ভেঙে যাওয়ার সম্ভাবনা বেশি থাকে, যার ফলে সিলিকন উপাদানগুলি এই জায়গাগুলি থেকে ভেঙে যেতে শুরু করে, যার ফলে এর ভঙ্গুরতা আরও বেড়ে যায়। এমনকি যদি এটি মূলত উচ্চতর কঠোরতা সহ একটি কাঠামো তৈরি করতে পরমাণুর মধ্যে সমযোজী বন্ধনের উপর নির্ভর করত, তবুও বাহ্যিক শক্তির প্রভাবে ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার এড়ানো কঠিন।


পোস্টের সময়: ডিসেম্বর-১০-২০২৪
হোয়াটসঅ্যাপ অনলাইন চ্যাট!