Ə.Ş. Abdinov, R. F. Mehdiyev, T. X. HÜseynov
Yüklə 0,99 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Qısa tarixi faktlar.
- Karbon fullerenləri və nanoborucuqları.
- Şəkil 5.1.
138 V FƏSİL ELEKTRONİKA MÜASİR DÖVRDƏ §5.1. Fiziki elektronikanın yeni sahəsi – nanoelektronika Elektronika sürətlə inkişaf edən elm və texnikanın bir sahə‐ sidir. O, elektron cihazlarının əsasını təşkil edən qazlarda və yarımkeçiricilərdə baş verən elektron və ion proseslərini öyrənir. Elektronikanın sürətli inkişafı nəticəsində elm və texnikada: radio‐, kvant‐, foto‐, opto‐, mikro‐, akusto‐, piro‐, bio‐, krio‐, maqnetoelektronika və s. kimi yeni sahələr yaranmışdır. Elektronikanın bir sıra sahələri haqqında kifayət qədər məlumatımız var. Odur ki, elektronikanın son illərdə forma‐ laşmış bəzi sahələri ilə tanış olaq.
Hələ 2400 il əvvəl, ilk dəfə olaraq Yunan filosofu Demokrit maddənin ən kiçik hissəsini atom adlandır‐ mışdı. O dövrdən başlayaraq alimlər arasında ən kiçik hissə‐ ciyin ölçüsü haqqında çoxlu mübahisələr gedirdi. Nəhayət, 1905‐ci ildə Albert Eynşteyn şəkər molekullarının ölçüsünü hesablamış və 1 nm‐ə bərabər olduğunu aşkar etmişdir. 1931‐ci ildə alman alimləri Maks Knoll və Ernst Ruska nanoobyektləri tədqiq etmək üçün elektron mikroskopunu yaratdılar. 1959‐cu ildə Amerika fiziki Riçard Feynman ilk dəfə olaraq elmi əsaslarla sübut etdi ki, atomlardan ibarət ixtiyari bir sistem hazırlamaq mümkündür. O, elmin bu yeni sahəsinə marağı artırmaq məqsədi ilə kitab səhifələrini sancaq ucuna köçürə bilən tədqiqatçıya 1000$ məbləğində mükafat da ayırdı. Onun bu arzusu 1964‐cü ildə həyata keçdi.
1974‐cü ildə Yapon fiziki Norio Taniquçi mexaniki ölçüləri 1 mikrondan kiçik olan cihazları nanotexnika adlandırmağı təklif etdi. 1981‐ci ildə alman fizikləri Herd Beninq, Henrix Rorer skaynerləyici tunel mikroskopunu – maddələrə atom səviyyəsində təsir göstərə bilən cihazı, yaratdıqlarına görə dörd ildən sonra Nobel mükafatına layiq görüldülər. 1989‐cu ildə İBM firmasının əməkdaşı Donald Eyqler ksenon atom‐ larının köməyi ilə öz firmasının adını yazdı. 1998‐ci ildə isə holland fiziki Seez Dekker nanotranzistor ixtira etdi. Qısa müddət ərzində nanotexnologiyaya maraq o dərəcədə artdı ki, hətta 2000‐ci ildə ABŞ dövlət səviyyəsində Milli
adlı qrupun yaradılması təkli‐ fini qəbul etdi. Federal büdcədən bu təşəbbüsə 500 mln dollar vəsait ayrıldı. 2002‐ci ildə tədqiqat işlərinə ayrılan məbləğ 604 mln dollara çatdırıldı. 2003‐cü ildə Təşəbbüskarlar 710 mln dollar vəsait tələb etdilər, 2004‐cü ildə ABŞ hökuməti elmin bu sahəsinə sərf edilən vəsaitin 3,7 mlrd dollara çatdırmaq haqqında qərar qəbul etdi. Ümumiyyətlə, 2004‐cü ildə dün‐ yada nanotexnalogiyaya qoyulan investisiyanın məbləği 12 mld dollara bərabər idi. Karbon fullerenləri və nanoborucuqları. 1985‐ci ildə Ro‐ bert Kerl, Harold Kroto və Riçard Smolli karbon atomlarının yeni halını – fullerenləri kəşf etdilər. Onlar bu kəşfə görə 1996‐ cı ildə Nobel mükafatına layiq görüldülər. Fullerenin molekulunun əsasını karbon atomları təşkil edir – bu kimyəvi elementin fərqləndirici xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, o, müxtəlif tərkibli maddələrlə, müxtəlif quru‐ luşda asanlıqla birləşir. Kimyadan məlumdur ki, karbonun əsasən iki allotrop halı – qrafit və almaz mövcuddur. Fulle‐ renlərin kəşfindən sonra karbonun yeni bir allotrop halı da
140 aşkar edildi. Qrafit, almaz və fullerenlərin quruluşu ilə tanış olaq. Qrafit laylı quruluşa malikdir. Onun hər bir layında karbon atomları bir‐biri ilə kovalent rabitələrlə düzgün altıbucaqlı şəkilində birləşir. Qonşu laylar arasında zəif Van‐der‐Vaals qüvvələri təsir göstərdiyindən laylar bir‐birinə nisbətən asanlıqla yerdəyişə bilir. Buna misal olaraq karandaşın kağız üzərində izini göstərə bilərik. Almaz üçölçülü tetraedr quruluşa malikdir. Hər bir karbon atomu qalan dörd karbon atomu ilə kovalent rabitə yaradır. Kristall qəfəsdə olan bütün atomlar bir‐birindən bərabər məsafədə (154 nm) yerləşir. Kristalın atomlarından hər biri digəri ilə kovalent rabitə yaradaraq nəhəng bir makromolekul əmələ gətirir. Almazda C‐C kovalent rabitə enerjisi böyük olduğuna görə yüksək dərəcədə davamlı, qiymətli daş olmaqla yanaşı, o, həm də metalkəsmədə və səthlərin emalında geniş tətbiq edilir. Fulleren adı memar Bakminster Fullerin şərəfinə veril‐ mişdir. O, belə bir quruluşu ilk dəfə özünün memarlıq işlə‐ rində tətbiq etmişdi. Buna görə də bəzən fullerenləri bakibol da adlandırırlar. Fulleren beş‐ və ya altıbucaqlılardan ibarət, futbol topuna bənzəyən, qəfəs quruluşuna malikdir. Əgər bu çoxüzlünün təpə nöqtələrində karbon atomlarının yerləş‐ diyini qəbul etsək, onda biz ən dayanıqlı quruluş olan C 60
fullerenini alarıq (şəkil 5.1). C 60 molekulunda 20 ədəd altıbucaqlı var. Bu halda hər bir beşbucaqlı altıbucaqlı ilə əhatə olunur. Altıbucaqlının üç tərəfi digər altıbucaqlı ilə, qalan üç tərəfi isə beşbucaqlı ilə ümumidir. Fulleren molekulunun quruluşu elə bir formaya malikdir
ki, onun daxilində olan boşluğa digər maddələrin atom və molekullarını daxil edib, ixtiyari yerə təhlükəsiz daşımaq olar. Fulleren molekulu tədqiq edilərkən tərkibində müxtəlif sayda – 36‐dan 540‐ə qədər karbon atomu olan quruluşlar sintez edilmişdir (şəkil 5.2).
a) b) c)
quruluşu Şəkil 5.2. Fullerenlər a) C 60 , b) C 70 , c) C
90
Fulleren molekulunun quruluşunun tədqiqini davam et‐ dirən Yaponiyalı professor S.İidzima 1991‐ci ildə nanoboru‐ cuq adlanan uzun karbon silindrini müşahidə etmişdir (şəkil 5.3).
Şəkil 5.3. Nanoborucuğun quruluşu.
Nanoborucuq – milliyon karbon atomundan ibarət elə bir molekuldur ki, borunun diametri nanometr tərtibində, uzun‐ luğu isə bir neçə on mikrometrdir. Borunun divarlarında kar‐ bon atomları düzgün altıbucaqlının təpə nöqtələrində yerləşir. Nanoborucuqlar nəzəri olaraq qabaqcadan irəli sürülmədi‐ yindən, onu təcrübələrdə öyrəndikcə təəccüb doğururdu. Qeyd edək ki, borucuqların diametri tükdən 100 dəfə kiçik Yüklə 0,99 Mb. Dostları ilə paylaş:
|