ಸಿಲಿಕಾನ್ ಏಕೆ ತುಂಬಾ ಕಠಿಣವಾಗಿದೆ ಆದರೆ ದುರ್ಬಲವಾಗಿದೆ?

ಸಿಲಿಕಾನ್ಪರಮಾಣು ಸ್ಫಟಿಕವಾಗಿದೆ, ಇದರ ಪರಮಾಣುಗಳು ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧಗಳಿಂದ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದ್ದು, ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಜಾಲ ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ, ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧಗಳು ಬಹಳ ದಿಕ್ಕು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಂಧ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಇದು ಸಿಲಿಕಾನ್ ತನ್ನ ಆಕಾರವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲು ಬಾಹ್ಯ ಶಕ್ತಿಗಳನ್ನು ವಿರೋಧಿಸಿದಾಗ ಹೆಚ್ಚಿನ ಗಡಸುತನವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಬಲವಾದ ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧದ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ನಾಶಮಾಡಲು ದೊಡ್ಡ ಬಾಹ್ಯ ಬಲವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅದರ ಪರಮಾಣು ಸ್ಫಟಿಕದ ನಿಯಮಿತ ಮತ್ತು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾದ ರಚನಾತ್ಮಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಅದು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಭಾವದ ಬಲ ಅಥವಾ ಅಸಮ ಬಾಹ್ಯ ಬಲಕ್ಕೆ ಒಳಪಟ್ಟಾಗ, ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಒಳಗೆಸಿಲಿಕಾನ್ಸ್ಥಳೀಯ ವಿರೂಪತೆಯ ಮೂಲಕ ಬಾಹ್ಯ ಬಲವನ್ನು ಬಫರ್ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಚದುರಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ, ಆದರೆ ಕೆಲವು ದುರ್ಬಲ ಸ್ಫಟಿಕ ಸಮತಲಗಳು ಅಥವಾ ಸ್ಫಟಿಕ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧಗಳನ್ನು ಒಡೆಯಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಂಪೂರ್ಣ ಸ್ಫಟಿಕದ ರಚನೆಯನ್ನು ಮುರಿಯಲು ಮತ್ತು ಸುಲಭವಾಗಿ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ತೋರಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಲೋಹದ ಸ್ಫಟಿಕಗಳಂತಹ ರಚನೆಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಲೋಹದ ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವೆ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಜಾರುವ ಅಯಾನಿಕ್ ಬಂಧಗಳಿವೆ, ಮತ್ತು ಅವು ಬಾಹ್ಯ ಶಕ್ತಿಗಳಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳಲು ಪರಮಾಣು ಪದರಗಳ ನಡುವಿನ ಸ್ಲೈಡಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಬಹುದು, ಉತ್ತಮ ಡಕ್ಟಿಲಿಟಿ ಮತ್ತು ಸುಲಭವಾಗಿ ಮುರಿಯಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ.

ಸಿಲಿಕಾನ್ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧಗಳಿಂದ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧಗಳ ಸಾರವು ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಹಂಚಿಕೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಜೋಡಿಗಳಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ಬಲವಾದ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ಈ ಬಂಧವು ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಗಡಸುತನವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆಸಿಲಿಕಾನ್ ಸ್ಫಟಿಕರಚನೆ, ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧವು ಮುರಿದುಹೋದ ನಂತರ ಅದನ್ನು ಚೇತರಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಹೊರಗಿನ ಪ್ರಪಂಚವು ಅನ್ವಯಿಸುವ ಬಲವು ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧವು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಮಿತಿಯನ್ನು ಮೀರಿದಾಗ, ಬಂಧವು ಮುರಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿರಾಮವನ್ನು ಸರಿಪಡಿಸಲು, ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಮರು-ಸ್ಥಾಪಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಲು ಲೋಹಗಳಂತೆ ಮುಕ್ತವಾಗಿ ಚಲಿಸುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಂತಹ ಯಾವುದೇ ಅಂಶಗಳಿಲ್ಲ. ಒತ್ತಡವನ್ನು ಚದುರಿಸಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಡಿಲೊಕಲೈಸೇಶನ್ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದೆ, ಇದು ಭೇದಿಸುವುದು ಸುಲಭ ಮತ್ತು ಅದರ ಸ್ವಂತ ಆಂತರಿಕ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಗಳ ಮೂಲಕ ಒಟ್ಟಾರೆ ಸಮಗ್ರತೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ತುಂಬಾ ದುರ್ಬಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ವಸ್ತುಗಳು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಶುದ್ಧವಾಗಿರಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಕಲ್ಮಶಗಳು ಮತ್ತು ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ದೋಷಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಅಶುದ್ಧ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಮೂಲ ನಿಯಮಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಅಡ್ಡಿಪಡಿಸಬಹುದು, ಇದು ಸ್ಥಳೀಯ ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಬಂಧದ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ದುರ್ಬಲ ಪ್ರದೇಶಗಳು ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ. ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ದೋಷಗಳು (ಖಾಲಿ ಹುದ್ದೆಗಳು ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಲೊಕೇಶನ್‌ಗಳಂತಹವು) ಒತ್ತಡವು ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿರುವ ಸ್ಥಳಗಳಾಗಿವೆ.

ಬಾಹ್ಯ ಶಕ್ತಿಗಳು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಿದಾಗ, ಈ ದುರ್ಬಲ ತಾಣಗಳು ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಬಿಂದುಗಳು ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧಗಳ ಮುರಿಯುವಿಕೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವಸ್ತುವು ಈ ಸ್ಥಳಗಳಿಂದ ಒಡೆಯಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ, ಅದರ ದುರ್ಬಲತೆಯನ್ನು ಉಲ್ಬಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಗಡಸುತನದೊಂದಿಗೆ ರಚನೆಯನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧಗಳನ್ನು ಮೂಲತಃ ಅವಲಂಬಿಸಿದ್ದರೂ ಸಹ, ಬಾಹ್ಯ ಶಕ್ತಿಗಳ ಪ್ರಭಾವದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ಮುರಿತವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ.