Polysilane
ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್ಗಳು (R2Si) n ಸೂತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಆರ್ಗನೋಸಿಲಿಕಾನ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಾಗಿವೆ. ಅವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಾವಯವ ಪಾಲಿಮರ್ಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿವೆ ಆದರೆ ಅವುಗಳ ಬೆನ್ನೆಲುಬುಗಳು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ಕೂಡಿವೆ. ಅವು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ. ಅವುಗಳನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ಗೆ ಪೂರ್ವಗಾಮಿಗಳಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅತ್ಯಂತ ಸರಳವಾದ ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್ (SiH2) n ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಮೊದಲ ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್, ಪಾಲಿ (ಡೈಮೆಥೈಲ್ಸಿಲೀನ್), [(ಸಿಎಚ್3) 2ಸಿ] ಎಕ್ಸ್ ಅನ್ನು 1949ರಲ್ಲಿ ಜನರಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನ ಚಾರ್ಲ್ಸ್ ಎ. ಬುರ್ಖಾರ್ಡ್ (1916-1991) ವರದಿ ಮಾಡಿದರು. ಇದನ್ನು ಸೋಡಿಯಂ ಲೋಹವನ್ನು ಡೈಮೆಥೈಲ್ಡಿಕ್ಲೋರೋಸಿಲೇನ್ನೊಂದಿಗೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆಃ (ಸಿಎಚ್3) 2ಸಿಐಸಿಎಲ್2 + 2ಎನ್ಎ [(ಸಿಎಚ್3) 2ಸಿ] ಎನ್ + 2ಎನ್ಎಸಿಎಲ್ ಡೈಕ್ಲೋರೋಸಿಲೇನ್ಗಳ ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ವರ್ಟ್ಜ್ ಜೋಡಣೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಣ್ವಿಕ ತೂಕ, ರೇಖೀಯ ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಗೆ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾದ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯ ಮಾರ್ಗವಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ. ಕ್ಷಾರೀಯ ಲೋಹದ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಜಡ ದ್ರಾವಕದಲ್ಲಿ ಎತ್ತರದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ನ ಸೇರ್ಪಡೆಯೊಂದಿಗೆ ಪಾಲಿಮರೀಕರಣವು ನಿಲ್ಲುತ್ತದೆ. ವುರ್ಟ್ಜ್-ರೀತಿಯ ಪಾಲಿಮರೀಕರಣದ ಪ್ರಮುಖ ಮಿತಿಯೆಂದರೆ, ಬದಲಿಗಳು ತೀವ್ರವಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಸಹಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ಮಿಥೈಲ್, ಬೆಂಜೈಲ್ ಮತ್ತು ಫಿನೈಲ್ ಬದಲಿಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಕಠಿಣ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಉತ್ಪನ್ನದ ಇಳುವರಿ ಕೆಲವು ಪ್ರತಿಶತದಿಂದ ಸುಮಾರು 50 ಪ್ರತಿಶತದವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಅಂತೆಯೇ, ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್-ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ (ಕೆ. ಸಿ. 8) ಅನ್ನು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವರ್ಟ್ಜ್ ಜೋಡಣೆಗೆ ಅಗತ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಟ್ರೈಮೋಡಲ್ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆಃ ಕಡಿಮೆ ಆಣ್ವಿಕ ತೂಕದ ಭಾಗ ಮತ್ತು ಎರಡು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಣ್ವಿಕ ತೂಕದ ಭಾಗಗಳು. ಕಡಿಮೆ ಆಣ್ವಿಕ ತೂಕದ ಭಾಗವು ಐದು ಮತ್ತು ಆರು-ಸದಸ್ಯರ ಉಂಗುರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ [ಸಿಆರ್2] 5 ಮತ್ತು [ಸಿಆರ್2] 6. ಈ ಉಂಗುರಗಳ ರಚನೆಯು ಪಾಲಿಮರ್ನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯೊಂದಿಗೆ ಸ್ಪರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ. ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್ಗಳ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಮತ್ತೊಂದು ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಸೈಲೇನ್ಗಳ ನಿರ್ಜಲೀಕರಣದ ಜೋಡಣೆ. ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಬುರ್ಖಾರ್ಡ್ ಪಡೆದ ಉತ್ಪನ್ನವು ಸಾವಯವ ದ್ರಾವಕಗಳಲ್ಲಿ ಕರಗದ ಕಾರಣ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿತ್ತು. [(CH3) 2Si] x ಅನ್ನು ಥರ್ಮೋಲಿಸಿಸ್ ಮೂಲಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು ಎಂದು ವರದಿಯಾದಾಗ 1980ರ ದಶಕದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್ಗಳಲ್ಲಿನ ಆಸಕ್ತಿಯು ಪುನರಾರಂಭವಾಯಿತು. ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಫಟಿಕೀಯ (ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕರಗುವುದಿಲ್ಲ) ದಿಂದ ಅಸ್ಫಾಟಿಕ ವಸ್ತುಗಳವರೆಗೆ ಇರುತ್ತವೆ, ಅವು ಸಾವಯವ ದ್ರಾವಕಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಕರಗುತ್ತವೆ. ಸಮ್ಮಿತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಸಾವಯವ ಬದಲಿಗಳನ್ನು ಉದ್ದಗೊಳಿಸುವುದು ಸ್ಫಟಿಕತ್ವವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅನೇಕ ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್ಗಳು ರಬ್ಬರಿ ಎಲಾಸ್ಟೋಮರ್ಗಳಾಗಿವೆ. ಆಕ್ಸಿಡೈಸಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್ಗಳೊಂದಿಗೆ (ಎಸ್ಬಿಎಫ್5, ಅಯೋಡಿನ್, ಎಫ್ಇಸಿಎಲ್3, ಫೆರೋಸಿನಿಯಂ) ಡೋಪ್ ಮಾಡಿದಾಗ, ಪಾಲಿಮರ್ಗಳು ಅರೆವಾಹಕಗಳಾಗುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನವು ಸುಮಾರು 300 °C ವರೆಗೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಹೈಡ್ರೈಡ್ಗಳಿಗೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಸಾಮಾನ್ಯ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕೆ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಅವು ಸುಲಭವಾಗಿ ಜಲವಿಚ್ಛೇದನಗೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ. ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್ಗಳು ದ್ಯುತಿವಾಹಕತ್ವವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ ನೇರಳಾತೀತ ಬೆಳಕಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ ಕ್ಷೀಣಿಸುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ-ಆಯಾಮದ ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಹೈಡ್ರೈಡ್ಗಳ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಯಾದೃಚ್ಛಿಕ ಜಾಲ ಆರ್ಗನೋಸಿಲಿಕಾನ್ ಪಾಲಿಮರ್ಗಳನ್ನು ನೀಡಲು ಸಾವಯವ ಅಡ್ಡ-ಗುಂಪುಗಳೊಂದಿಗೆ ಬದಲಿಸಬಹುದು ಆದರೆ ಇವು ಪಾಲಿಸಿಲಿನ್ ಮೂಲ ಹೆಸರನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪಾಲಿಮೆಥೈಲ್ಸಿಲಿನ್ನಲ್ಲಿರುವಂತೆ. 29Si ಎನ್. ಎಂ. ಆರ್. ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಪಾಲಿಮರ್ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯ ಒಳನೋಟವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಅನುರಣನಗಳು ವಿಶಾಲವಾಗಿದ್ದರೆ, ಆಲಿಗೋಮೆರೈಸೇಶನ್ ಸಾಧ್ಯತೆ ಇರುತ್ತದೆ; ಅವು ತೀಕ್ಷ್ಣವಾಗಿದ್ದರೆ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಬೆನ್ನೆಲುಬಿನಲ್ಲಿನ ಕೆಲವು ರೀತಿಯ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಊಹಿಸಬಹುದು. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ಗೆ ಥರ್ಮೋಲಿಸಿಸ್ ಮಾಡಿದ ಯಾಜಿಮಾ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು [Me2Si] n ನ ಪೈರೋಲಿಸಿಸ್, SiC ನಾರುಗಳ ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಈ ರೂಪಾಂತರವು ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ನಾಂದಿ ಹಾಡಿದೆ. ಪ್ರೀಸೆರಾಮಿಕ್ ಪಾಲಿಮರ್ಗಳಾಗಿ, ಪಾಲಿಕಾರ್ಬೋಸಿಲೇನ್ಗಳನ್ನು ಜಡ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಪೈರೋಲಿಸಿಸ್ ಮೂಲಕ ದಟ್ಟವಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಕ್ಸಿಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು. ಸ್ಟೀರಿಯೋಲಿಥೊಗ್ರಫಿಯಲ್ಲಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್ಗಳ ಫೋಟೊಪಾಲಿಮರೈಸೇಶನ್ ಮತ್ತು ನಂತರ ಸೆರಮೈಸೇಶನ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ನ ಸಂಯೋಜಕ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಕಡೆಗೆ ಒಂದು ಉದಯೋನ್ಮುಖ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ. ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಂಡ್ ರಚನೆ ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್ಗಳು σ-ಡಿಲೋಕಲೈಸೇಶನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸಿ-ಸಿ ಸಿಗ್ಮಾ ಬಂಧಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸಿ-ಸಿ ಸಿಗ್ಮಾ ಬಂಧಗಳಲ್ಲಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಅಯಾನೀಕರಣ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣವು ಉದ್ಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಅದಕ್ಕನುಗುಣವಾಗಿ, ತೀವ್ರವಾದ σ-σ * ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ transitions.6 ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್ಗಳು ಯುವಿ ಬೆಳಕಿನ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಕ್ಷೀಣಿಸುವುದರಿಂದ ಅವು ಯುವಿ-ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ (300-400 nm) ಬಲವಾಗಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಏಕೆಂದರೆ σ-σ * ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಪರಿವರ್ತನೆಗಳನ್ನು ಬಂಧಗಳ ಒಡೆಯುವಿಕೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು, ಆಗಾಗ್ಗೆ ಕೆಲವು ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ. ಡಯಾಲ್ಕೈಲ್ ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್ಗಳು ಸುಮಾರು 4.5 eV ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಪ್ರತಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ಗೆ ಆರಿಲ್ ಪರ್ಯಾಯವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವುದರಿಂದ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವನ್ನು ಸುಮಾರು 3.5 eV ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಬಾರ್ಡರ್ಲೈನ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪಾಲಿಸಿಲಿನ್ಗಳು (ಆರ್ಎಸ್ಐ) ಎನ್ (ಆರ್ = ಆಲ್ಕೈಲ್) ಸೂತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಆರ್ಗನೋಸಿಲಿಕಾನ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಸಂಬಂಧಿತ ವರ್ಗವಾಗಿದೆ. ಅವು ಪಾಲಿಸಿಲೇನ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಅಡ್ಡ-ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವೆ ಪರಸ್ಪರ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಹೈಲೈಡ್ ಪಾಲಿಸಿಲೋಕ್ಸೇನ್ಗಳನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಸೈಲೇನ್ಸ್ ಆರ್ಗನೋಸಿಲಿಕಾನ್ ಪಾಲಿಮರ್ಗಳು ಸಾವಯವ ಅರೆವಾಹಕ ಎಲಾಸ್ಟೋಮರ್ಗಳು