موضوع مقاله: سیلیسین | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # سیلیسین | مقدمه: بر خلاف گرافین، سیلیسین مسطح نیست، اما یک توپولوژی خمیدهٔ تناوبی دارد؛ اتصال بین لایه‌ها در سیلیسین بسیار قوی‌تر از گرافین چند لایه است؛ و فرم اکسید شدهٔ سیلیسین، سیلیکای دو-بعدی، دارای ساختار شیمیایی بسیار متفاوتی از اکسید گرافین است. | ## بخش 1: سیلیسین | doi:10.1063/1.3524215 آن‌ها با استفاده از یک میکروسکوپ تونلی روبشی، نانوروبان‌ها و ورقه‌های خودسامان‌یافته سیلیسین را که بر روی یک کریستال نقره-۱۱۰ و نقره-۱۱۱ ته‌نشین شده بودند، با دقت اتمی مطالعه کردند. تصاویر، شش‌ضلعی‌هایی را نشان دادند که در یک ساختار لانه‌زنبوری مشابه ساختار گرافین قرار گرفته بودند، اما این شش‌ضلعی‌ها از سطح نقره آغاز شده بودند.Lay, G. ISSN 0022-3727 محاسباتی که با استفاده از نظریه تابعی چگالی انجام شده بود نشان می‌داد که اتم‌های سیلیسیم تمایل به ایجاد این‌گونه ساختارهای لانه‌زنبوری بر روی نقره و اتخاذ یک انحنای خفیف دارند، که احتمال پیکربندی گرافین‌گونه را بالا می‌برد. با وجود این که هر دو ساختار شش‌ضلعی دارند، گرافین کاملا مسطح است، در حالی که سیلیسین شکل شش‌ضلعی خمیده‌ای دارد. ساختار خمیده‌ی سیلیسین با اعمال یک میدان الکتریکی خارجی به آن یک شکاف انرژی قابل تنظیم می‌دهد. یک تفاوت دیگر هم آن است که از آن جا که پیوندهای کووالانسی سیلیسیم انباشته‌گی π-π ندارند، سیلیسین در یک فرم گرافیت‌گونه جمع نمی‌شود. تشکیل یک ساختار خمیده در سیلیسین برخلاف ساختار مسطح گرافین به اعوجاجات شدید شبه جان-تلر ناشی از ارتعاش الکترونی بین حالت‌های الکترونی پر و خالی فاصله نزدیک نسبت داده شده است.Jose, D.; Datta, A. | ## بخش 2: سیلیسین | انتظار می‌رود که هر دو دارای مشخصات فرمیون‌های بدون جرم دیراک که بار را حمل می‌کنند باشند، ولی این موضوع برای سیلیسین فقط پیش‌بینی و تا به حال مشاهده نشده‌است، احتمالاً به این دلیل که انتظار می‌رود فقط با وجود سیلیسین مستقل که سنتز نشده‌است رخ دهد. اعتقاد بر این است که بستری که سیلیسین روی آن ساخته می‌شود تأثیر قابل توجهی بر خصوصیات الکترونیکی آن دارد. اخیراً، شکاف انرژی در سیلیسین اپیتکسیال توسط اداتم‌های اکسیژن از نوع شکاف-صفر به نوع نیمه‌رسانا تنظیم شده‌است. با یک شکاف انرژی قابل تنظیم، اجزای الکترونیکی خاصی را می‌توان برای کاربردهایی که به شکاف انرژی خاصی نیاز دارند، ساخت. شکاف انرژی را می‌توان به ۰٫۱ الکترون‌ولت کاهش داد، که به‌طور قابل توجهی کوچک‌تر از شکاف انرژی است که در ترانزیستورهای اثر میدان مرسوم (۰٫۴ الکترون‌ولت) وجود دارد. سیلیسین ناخالص‌شده با فلز قلیایی فقط توانایی تولید نیمه‌رسانای نوع n را دارد؛ دستگاه‌های الکترونیک مدرن نیاز به یک اتصال نوع n و p مکمل دارند. برای تولید دستگاه‌هایی مانند دیودهای نورافشان (LED) ناخالص‌سازی خنثی (نوع i) لازم است. | ## بخش 3: سیلیسین | با ترکیب ساختارهای ناخالص‌شدهٔ نوع n , p و i، سیلیسین فرصت استفاده در صنعت الکترونیک را دارد. این موضوع باعث این پیش‌بینی شد که فرایند تبدیل سیلیسین به سیلان نامزد ذخیره‌سازی هیدروژن است. برخلاف گرافیت، که از دسته‌های ضعیف نگه‌داشته شدهٔ لایه‌های گرافینی از طریق نیروهای پراکندگی تشکیل شده‌است، اتصال‌های بین لایه‌ای در سیلیسین بسیار قوی است. سیلیسین علاوه بر سازگاری بالقوه با تکنیک‌های نیمه‌رسانای عادی، این مزیت را دارد که لبه‌هایش با اکسیژن واکنش نشان نمی‌دهند.Padova, P. و طیف‌سنجی فوتون گسیلی با تفکیک زاویه‌ای نشانگر این است که سیلیسین دارای خواص الکترونیکی مشابه گرافین است، به عبارت دیگر پراکندگی الکترونی مشابه فرمیون‌های دیراک نسبی‌گرایانه در نقاط K منطقه بریلیون، اما بعدتر این تفسیر مورد مناقشه قرار گرفت و نشان داده شد که به دلیل وجود یک نوار لایه است.Guo, Z. مطالعات نظری پیش‌بینی کردند که سیلیسین در سطح آلومینیم-۱۱۱ به عنوان تک لایه‌ای که از نظر ساختاری، لانه‌زنبوری است، پایدار است. فراتر از ساختار سیلیسین خالص، تحقیقات در مورد سیلیسین عامل‌دار شده باعث رشد موفقیت‌آمیز ورقه‌های ارگانیزه‌شدهٔ بدون اکسیژن سیلیسین با حلقه‌های فنیل شده‌است.Sugiyama, Y. | ## جمع‌بندی | چنین عملکردی باعث پراکندگی یکنواخت ساختار در حلال‌های آلی می‌شود و پتانسیل طیف وسیعی از سیستم‌های سیلیسیمی کاربردی و نانوورقه‌های ارگانیک سیلیسیم را نشان می‌دهد.