Calcium copper titanate
કેલ્શિયમ કોપર ટાઇટેનેટ (કેલ્શિયમ કોપર ટાઇટેનિયમ ઓક્સાઇડ માટે સંક્ષિપ્તમાં સી. સી. ટી. ઓ.) એ એક અકાર્બનિક સંયોજન છે જેનું સૂત્ર CaCu3Ti4O12 છે. તે ઓરડાના તાપમાને 10,000 થી વધુના તેના અત્યંત મોટા ડાઇલેક્ટ્રિક અચળાંક (અસરકારક સંબંધિત પારગમ્યતા) માટે નોંધપાત્ર છે. ઇતિહાસ સી. સી. ટી. ઓ. નું પ્રથમ સંશ્લેષણ 1967 માં આલ્ફ્રેડ ડેસચાનવર્સ અને તેમના સહકાર્યકરો દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું. જ્યારે માળખાકીય લક્ષણો જાણીતા હતા, ત્યારે કોઈ ભૌતિક ગુણધર્મો માપવામાં આવ્યા ન હતા. 2000માં, ડુપોન્ટ સેન્ટ્રલ આર એન્ડ ડી ખાતે માસ સુબ્રમણ્યન અને તેમના સાથીઓએ શોધ્યું કે સી. સી. ટી. ઓ. સામાન્ય ડાઇલેક્ટ્રિક એસ. આર. ટી. આઈ. ઓ. 3ની સરખામણીમાં 10,000થી વધુ ડાઇલેક્ટ્રિક અચળાંક દર્શાવે છે, જે ઓરડાના તાપમાને 300નો અચળાંક ધરાવે છે. ત્યારથી, તેનો કેપેસિટર એપ્લિકેશન્સમાં વ્યાપક ઉપયોગ જોવા મળ્યો છે. સંશ્લેષણ અને માળખું આ સ્ફટિક માળખું બનાવતા મોટાભાગના સંયોજનો ઉચ્ચ દબાણની સ્થિતિમાં બનાવવામાં આવે છે. જો કે, શુદ્ધ સી. સી. ટી. ઓ. ને 1000 અને 1200 ડિગ્રી સેલ્સિયસ વચ્ચેના તાપમાને ધાતુ કાર્બોનેટ અને ઓક્સાઇડ અગ્રદૂતના ઘનિષ્ઠ મિશ્રણ દ્વારા પ્રમાણભૂત ઘન સ્થિતિ પદ્ધતિઓ દ્વારા સરળતાથી સંશ્લેષણ કરી શકાય છે. 4TiO2 + CaCO3 + 3CuO → CaCu3Ti4O12 + CO2 CaCu3Ti4O12 માળખાનો પ્રકાર GdFeO3ની જેમ ઓક્ટાહેડ્રલ ઝુકાવ વિકૃતિ દ્વારા ક્યુબિક પેરોવ્સ્કાઇટ માળખામાંથી લેવામાં આવ્યો છે. બંને કિસ્સાઓમાં વિકૃતિ એ-કેટાયનના કદ અને ક્યુબિક રીઓ 3 નેટવર્ક વચ્ચેના મેળ ખાતા નથી. જો કે, CaCu3Ti4O12 અને GdFeO3 ઓક્ટાહેડ્રલ ટિલ્ટિંગ (ગ્લેઝર નોટેશનમાં a − b + a − અને a + a + a +) ની વિવિધ પેટર્ન અપનાવે છે. GdFeO3 માળખા સાથે સંકળાયેલ ઓક્ટાહેડ્રલ ઝુકાવ વિકૃતિ એક માળખા તરફ દોરી જાય છે જ્યાં તમામ A-કેશન વાતાવરણ સમાન હોય છે. તેનાથી વિપરીત, CaCu3Ti4O12 માળખા સાથે સંકળાયેલ ઓક્ટાહેડ્રલ ઝુકાવ વિકૃતિ એક માળખું ઉત્પન્ન કરે છે જ્યાં 75 ટકા એ-કેશન સાઇટ્સ (એ "સાઇટ્સ) ચોરસ સમતલીય સંકલન ધરાવે છે, જ્યારે 25 ટકા એ-કેશન સાઇટ્સ 12 સંકલન ધરાવે છે. ચોરસ સમતલીય સ્થાનો લગભગ હંમેશા ક્યુ2 + અથવા એમએન3 + જેવા જાહન-ટેલર આયન દ્વારા ભરવામાં આવે છે, જ્યારે એ 'સ્થળ હંમેશા મોટા આયન દ્વારા કબજો કરવામાં આવે છે. ડાયઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો ક્લોસિયસ-મોસોટ્ટી સંબંધનો ઉપયોગ કરીને, ગણતરી કરેલ આંતરિક ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક 49 હોવો જોઈએ. જો કે, સી. સી. ટી. ઓ. 1 મેગાહર્ટઝ પર 10,200ની ઉપરની તરફ ડાઇલેક્ટ્રિક અચળાંક દર્શાવે છે, જેમાં લગભગ 300 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ઓછી લોસ સ્પર્શક હોય છે. વધુમાં, સંબંધિત ડાઇલેક્ટ્રિક અચળાંક ઘટતી આવર્તન (1 મેગાહર્ટઝથી 1 કિલોહર્ટઝની શ્રેણીમાં) સાથે વધે છે. પ્રચંડ-ડાયલેક્ટ્રિક ઘટનાને સ્ફટિક માળખા સાથે સંકળાયેલ આંતરિક ગુણધર્મને બદલે ગ્રેઇન બાઉન્ડ્રી (આંતરિક) બેરિયર લેયર કેપેસિટીન્સ (IBLC) ને આભારી છે. 10, 000 થી વધુ અસરકારક પારગમ્યતા મૂલ્યો સાથે આ અવરોધ સ્તર વિદ્યુત માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરને ~ 1100 °C પર હવામાં સિંગલ-સ્ટેપ પ્રોસેસિંગ દ્વારા બનાવી શકાય છે. તેથી સી. સી. ટી. ઓ. એ હાલમાં ઉપયોગમાં લેવાતી બી. એ. ટી. આઈ. ઓ. 3-આધારિત સામગ્રી માટે એક આકર્ષક વિકલ્પ છે, જેને સમાન ક્ષમતાના આઇ. બી. એલ. સી. નું ઉત્પાદન કરવા માટે જટિલ, બહુસ્તરીય પ્રક્રિયા માર્ગોની જરૂર પડે છે. કારણ કે અવલોકન કરેલ ડાઇલેક્ટ્રિક અચળાંક અને ગણતરી કરેલ આંતરિક અચળાંક વચ્ચે મોટી વિસંગતતા છે, આ ઘટનાનું સાચું મૂળ હજુ પણ ચર્ચા હેઠળ છે. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ ટાઇટેનેટ કોપર (II) સંયોજનો કેલ્શિયમ સંયોજનો