சமாரியம் அறுபோரைடு

சமாரியம் அறுபோரைடு (Samarium hexaboride) என்பது SmB6 என்ற மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டால் விவரிக்கப்படும் ஒரு கனிம வேதியியல் சேர்மமாகும். சமாரியம் எக்சாபோரைடு என்ற பெயராலும் அழைக்கப்படும் இது ஓர் இடைநிலை இணைதிறன் சேர்மமாகும். சமாரியம் Sm²⁺ மற்றும் Sm³⁺ அயனிகளாக 3:7 என்ற விகிதத்தில் இச்சேர்மத்தில் இடம்பெற்றுள்ளது. ஓர் உலோகப் புறப்பரப்பு நிலையைக் கொண்ட ஒரு காண்டோ அரிதிற்கடத்தி பொருளாகும்.

ஆரம்ப ஆய்வுகள்
முதன்முதலில் சமாரியம் அறுபோரைடு 1960-ஆம் ஆண்டுகளின் முற்பகுதியில் சோவியத் விஞ்ஞானிகளால் ஆய்வு செய்யப்பட்டது. பின்னர் பெல் ஆய்வகங்களில் தொடர்ச்சியாக மேலும் ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. 1968 ஆம் ஆண்டில் பெல் ஆய்வக ஆராய்ச்சியாளர்கள் வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளில் மின்னணு உள்ளமைவில் ஏற்படும் மாற்றங்களைக் குறிப்பிட்டனர். 50 கெல்வின் வெப்பநிலைக்கு  அதிகமான வெப்பநிலையில் இதன் பண்புகள் கோண்டோ உலோகத்தின் சிறப்பியல்புகளாக இருந்தன.  உலோக மின் கடத்துத்திறன் வலுவான எலக்ட்ரான் சிதறலாக இருந்தது. அதேசமயம் குறைந்த வெப்பநிலையில், இது சுமார் 4–14 மெகா எலக்ட்ரான் வோல்ட்டு  குறுகிய பட்டை இடைவெளியுடன் காந்தம் அல்லாத மின்கடத்தாப் பொருளாக செயல்பட்டது. சமாரியம் அறுபோரைடு குளிர்வித்தலால் ஏற்படும் உலோகம்-காப்புப்பொருள் நிலை மாற்றத்தின் போது, ​​வெப்பக் கடத்துத்திறனில் ஒரு செங்குத்தான அதிகரிப்பு ஏற்படுகிறது, இது சுமார் 15 கெல்வின்  வெப்பநிலையில் உச்சத்தை அடைகிறது. இந்த அதிகரிப்பிற்கான காரணம், குறைந்த வெப்பநிலைகளில் எலக்ட்ரான்கள் வெப்பக் கடத்துத்திறனுக்குப் பங்களிப்பதில்லை என்பதும் அதற்குப் பதிலாக போனான்கள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன என்பதும் காரணங்களாகும். எலக்ட்ரான் செறிவின் குறைவு, எலக்ட்ரான்- போனான் சிதறலின் வீதத்தைக் குறைக்கிறது.

21 ஆம் நூற்றாண்டு ஆய்வுகள்

இருபத்தி ஒன்றாம் நூற்றாண்டில், அமுக்கப்பட்ட பொருள் இயற்பியலாளர்கள் சமாரியம் அறுபோரைடு ஓர் இடவியல் காப்பானாக இருக்கலாம் என்ற கூற்றுகளுடன் அதன் மீது அதிக ஆர்வம் காட்டத் தொடங்கினர். மற்ற ஆராய்ச்சியாளர்களோ இடவியல் மேற்பரப்பு நிலைகளுக்கான எந்த ஆதாரத்தையும் கண்டறியவில்லை.

வெப்பநிலை குறையும்போது மின்சார மின்தடை அதிகரிப்பது, அந்தப் பொருள் ஒரு மின்காப்பானாகச் செயல்படுவதைக் குறிக்கிறது. இருப்பினும், சமீபத்திய அளவீடுகள் ஒரு நல்ல உலோகத்திற்குரிய பெர்மி மேற்பரப்பைக் (உந்தவெளியில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் ஓர் அருவமான எல்லை) வெளிப்படுத்துகின்றன. மிகவும் அசாதாரணமான இரட்டை உலோகம்-காப்பு நிலை கொண்ட அடிப்படை நிலையை இது குறிக்கிறது.  4 கெல்வின் வெப்பநிலைக்குக் குறைவான வெப்பநிலைகளில் மின்தடை ஒரு தனித்துவமான சமதளத்தைக் காட்டுகிறது. இது ஒரு மின்காப்பு நிலைக்கும் (மொத்தப் பகுதி) ஒரு கடத்தும் நிலைக்கும் (மேற்பரப்பு) இடையேயான உடனிருத்தல் என்று கருதப்படுகிறது. வெப்பநிலை தனிச்சுழி வெப்பநிலையை நெருங்கும் போது, ​​வெப்பநிலை குறையக் குறைய பொருளின் குவாண்டம் அலைவுகள் அதிகரிக்கின்றன. இந்த நடத்தை பெர்மி பகுப்பாய்வுக்கும், வழக்கமான உலோகங்களை நிர்வகிக்கும் விதிகளுக்கும் முரணாக உள்ளது. அலுமினிய இளக்கி முறையால் வளர்க்கப்பட்ட மாதிரிகளில் காணப்படும் குவாண்டம் அலைவுகள் அலுமினிய உள்ளடக்கங்களால் ஏற்படக்கூடும் என்று வாதிடப்பட்டாலும், இது அலுமினிய உள்ளடக்கங்களால் ஏற்படக்கூடும் என்றாலும் இளக்கி வளர்ச்சி முறைக்குப் பதிலாக, பிம்ப உலை முறை மூலம் வளர்க்கப்பட்ட மாதிரிகளுக்கு இத்தகைய விளக்கம் பொருந்தாது.

மேற்கோள்கள்

பகுப்பு:சமாரியம் சேர்மங்கள்
பகுப்பு:போரைடுகள்