एल्यूमीनियम नाइट्राइड के गुण उपयोग और अन्य जानकारी Aluminium Nitride uses and properties
एल्यूमीनियम नाइट्राइड क्या है What is Aluminium Nitride
एल्युमिनियम नाइट्राइड एक अकार्बनिक यौगिक है, जिसका रासायनिक सूत्र AlN है। यह अपनी शुद्ध अवस्था में सफ़ेद-नीले रंग का ठोस पदार्थ होता है तथा आमतौर यह ग्रे या ऑफ़ वाइट रंग का होता है। एल्यूमीनियम नाइट्राइड, एल्यूमीनियम का एक नाइट्राइड है, तथा यह एक अर्धचालक है। इसे पहली बार 1877 में संश्लेषित किया गया था। एल्यूमीनियम नाइट्राइड (AlN) उच्च तापीय चालकता और विद्युत इन्सुलेशन गुणों की आवश्यकता होने पर उपयोग करने के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री है, जो इसे थर्मल प्रबंधन और विद्युत अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए एक आदर्श सामग्री बनाती है।
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| Aluminium Nitride uses and properties |
एल्यूमीनियम नाइट्राइड के गुण Properties of Aluminium Nitride
- एल्यूमीनियम नाइट्राइड शुद्ध रूप में सफ़ेद-नीले रंग का ठोस पदार्थ होता है, तथा आमतौर यह ग्रे या ऑफ़ वाइट रंग का होता है।
- इसका घनत्व 3.26 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर होता है।
- इसका मोलर मास 40.9882 g/mol होता है।
- सामान्य तापमान पर एल्यूमीनियम नाइट्राइड ठोस अवस्था में पाया जाता है, इसका मेल्टिंग पॉइंट 2200 डिग्री सेल्सियस होता है, तथा इसका बॉयलिंग पॉइंट 2517 डिग्री सेल्सियस होता है।
- यह सामग्री एक विद्युत इन्सुलेटर है। डोपिंग इसकी विद्युत चालकता में सुधार करता है। इसके अलावा यह पीजोइलेक्ट्रिक (Piezoelectric) गुण प्रदर्शित करता है।
- इसमें उच्च तापीय चालकता का गुण पाया जाता है।
- इसमें कम थर्मल विस्तार गुणांक का गुण पाया जाता है।
- पाउडर के रूप में, यह पानी या नमी से हाइड्रोलिसिस के लिए अतिसंवेदनशील होता है।
- एल्यूमीनियम नाइट्राइड अधिकांश प्रक्रिया रसायनों और गैसों के साथ गैर-प्रतिक्रियाशील है, जो इसे अर्धचालक उद्योग में उपयोग के लिए और अधिक वांछनीय बनाता है।
- एल्यूमीनियम नाइट्राइड मुख्य रूप से हेक्सागोनल वर्ट्ज़ाइट क्रिस्टल संरचना में पाया जाता है, लेकिन इसमें एक मेटास्टेबल क्यूबिक जिंकब्लेंड चरण भी है, जो मुख्य रूप से पतली फिल्मों के रूप में संश्लेषित होता है।
- एल्यूमीनियम नाइट्राइड उन कुछ सामग्रियों में से एक है जिसमें व्यापक और प्रत्यक्ष बैंडगैप और बड़ी तापीय चालकता दोनों गुण होते हैं।यह इसके छोटे परमाणु द्रव्यमान, मजबूत इंटरटॉमिक बॉन्ड और सरल क्रिस्टल संरचना के कारण है।
- हवा में, एल्यूमीनियम नाइट्राइड की सतह का ऑक्सीकरण 700 °C से ऊपर होता है, यह ऑक्साइड परत 1370 डिग्री सेल्सियस तक इसकी सुरक्षा करती है।
एल्यूमीनियम नाइट्राइड के उपयोग Uses of Aluminium Nitride
- एल्यूमीनियम नाइट्राइड में उत्कृष्ट परावैद्युत शक्ति और उच्च तापीय चालकता दोनों गुण होते हैं, जो इसे हीट सिंक या इलेक्ट्रिकल इंसुलेटर के लिए एक आदर्श माध्यम बनाते हैं।
- एल्यूमीनियम नाइट्राइड AlN से बने सबस्ट्रेट्स पारंपरिक और अन्य सिरेमिक सबस्ट्रेट्स की तुलना में अधिक कुशल शीतलन प्रदान करते हैं, इसलिए चिप वाहक और हीट सिंक के रूप में उनका उपयोग होता है।
- इसके थर्मल प्रोफाइल और सिलिकॉन के बीच समानता के कारण इसे वेफर से संबंधित सेमीकंडक्टर अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है।
- एल्यूमीनियम नाइट्राइड का उपयोग पीजोइलेक्ट्रिक माइक्रोमाचिन्ड अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर बनाने के लिए भी किया जाता है, जो अल्ट्रासाउंड उत्सर्जित और प्राप्त करता है और जिसका उपयोग एक मीटर तक की दूरी पर इन-एयर रेंजफाइंडिंग के लिए किया जा सकता है।
- एल्यूमीनियम नाइट्राइड सेमीकंडक्टर उद्योग में बेरिलियम ऑक्साइड (BeO) का एक सामान्य विकल्प है क्योंकि यह मशीनीकृत होने पर स्वास्थ्य के लिए खतरा नहीं है।
- मोबाइल दूरसंचार उपकरणों के लिए आरएफ फिल्टर में एल्यूमीनियम नाइट्राइड का व्यापक व्यावसायिक उपयोग किया जाता है।
- इसका उपयोग गैलियम आर्सेनाइड क्रिस्टल विकास के लिए क्रूसिबल बनाने के लिए किया जाता है और इसका उपयोग स्टील और सेमीकंडक्टर निर्माण में किया जाता है।
- इनके अलावा लेज़र, चिपलेट्स, कोलेट्स, इलेक्ट्रिकल इंसुलेटर्स, सेमीकंडक्टर प्रोसेसिंग उपकरण में क्लैम्प रिंग्स और माइक्रोवेव डिवाइस पैकेजिंग में इलेक्ट्रिकल इंसुलेशन और हीट मैनेजमेंट में भी इसका उपयोग किया जाता हैं।
अन्य जानकारी Other information
- एल्यूमीनियम नाइट्राइड गैसीय नाइट्रोजन या अमोनिया की उपस्थिति में एल्यूमीनियम ऑक्साइड की कार्बोथर्मल कमी या एल्यूमीनियम के सीधे नाइट्रिडेशन द्वारा संश्लेषित किया जाता है।
- एल्यूमीनियम नाइट्राइड के प्रस्तावित अनुप्रयोगों में जहरीली गैस रासायनिक सेंसर शामिल हैं। अनुसंधान ने इन उपकरणों में उपयोग के लिए अर्ध-एक आयामी नैनोट्यूब के निर्माण के लिए एआईएन नैनोट्यूब के उपयोग की खोज की है। पिछले दो दशकों में खोजा गया एक अन्य अनुप्रयोग प्रकाश उत्सर्जक डायोड में है जो पराबैंगनी स्पेक्ट्रम में काम कर सकता है।
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