Beta-tungsten
பீட்டா-டங்ஸ்டன் (β-W) என்பது டங்ஸ்டனின் மெல்லிய படலங்களில் பரவலாகக் காணப்படும் ஒரு மெட்டாஸ்டபிள் கட்டமாகும். பொதுவாக இருக்கும் நிலையான ஆல்பா-டங்ஸ்டன் (α-W) ஒரு உடல்-மைய கனசதுர (A2) கட்டமைப்பைக் கொண்டிருந்தாலும், β-W ஒரு யூனிட் செல்லுக்கு எட்டு அணுக்களைக் கொண்ட இடவியல் ரீதியாக நெருக்கமாக நிரம்பிய A15 கட்டமைப்பை ஏற்றுக்கொள்கிறது, மேலும் இது 650 டிகிரி செல்சியஸ் வரை வெப்ப அனீலிங் மூலம் நிலையான α கட்டமாக மாற்றப்படுகிறது. β-W மாபெரும் சுழல் ஹால் விளைவைக் கொண்டுள்ளது என்று கண்டறியப்பட்டுள்ளது, இதில் பயன்படுத்தப்படும் சார்ஜ் மின்னோட்டம் ஒரு குறுக்கு சுழல் மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் இது காந்தவியல் சீரற்ற அணுகல் நினைவக சாதனங்களில் சாத்தியமான பயன்பாடுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது. வரலாறு β-W முதன்முதலில் ஹார்ட்மன் மற்றும் பலர் கவனித்தனர். 1931 ஆம் ஆண்டில் பாஸ்பேட்டின் மின்னாற்பகுப்பு 650 டிகிரி செல்சியஸுக்கு கீழே உருகிய பின்னர் கேத்தோடில் உருவாக்கப்பட்ட டென்ட்ரிடிக் உலோக வைப்பின் ஒரு பகுதியாக. β-W பற்றிய ஆராய்ச்சியின் ஆரம்ப கட்டங்களில், ஆக்ஸிஜன் பொதுவாக β-W கட்டமைப்பின் உருவாக்கத்தை ஊக்குவிப்பதாகக் கண்டறியப்பட்டது, இதனால் β-W அமைப்பு ஒற்றை-உறுப்பு டங்ஸ்டனின் ஒரு கட்டமா அல்லது டங்ஸ்டன் சப்ஆக்சைடா என்பது பற்றிய விவாதங்கள் நீண்ட காலமாக இருந்தன, ஆனால் 1950 களில் இருந்து β-W மெல்லிய படலங்களில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் பூஜ்ஜிய இணைவு நிலையில் இருப்பதைக் காட்டும் பல சோதனை சான்றுகள் உள்ளன, இதனால் அமைப்பு டங்ஸ்டனின் உண்மையான அலோட்ரோப் ஆகும். β-W மெல்லிய படலங்களில் ஆரம்ப ஆர்வம் குறைந்த வெப்பநிலையில் அதன் சூப்பர் கண்டக்டிங் பண்புகளால் உந்தப்பட்டாலும், பர்ஹ்மான் மற்றும் பலர் β-W மெல்லிய படலங்களில் மாபெரும் ஸ்பின் ஹால் விளைவைக் கண்டுபிடித்தனர். 2012 ஆம் ஆண்டில் ஸ்பின்ட்ரோனிக் காந்த சீரற்ற அணுகல் நினைவுகள் மற்றும் ஸ்பின்-லாஜிக் சாதனங்களில் சாத்தியமான பயன்பாடுகளுக்கான பொருளில் புதிய ஆர்வத்தை உருவாக்கியுள்ளது. கட்டமைப்பு β-W ஒரு கன A15 கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, இது ஃபிராங்க்-காஸ்பர் கட்டங்கள் குடும்பத்தைச் சேர்ந்தது. ஒவ்வொரு அலகு உயிரணுவிலும் எட்டு டங்ஸ்டன் அணுக்கள் உள்ளன. ஒவ்வொரு மூலையிலும் ஒரு அணு, மையத்தில் ஒரு அணு மற்றும் ஒவ்வொரு முகத்திலும் இரண்டு அணுக்கள் கொண்ட ஒரு கனசதுர ஜன்னலாக இந்த கட்டமைப்பைக் காணலாம். முறையே வைக்கோஃப் நிலைகளுடன் தொடர்புடைய இரண்டு சமத்துவமற்ற டங்ஸ்டன் தளங்கள் உள்ளன. முதல் தளத்தில், வைக்கோஃப் நிலையில், ஒவ்வொரு டங்ஸ்டன் அணுவும் பன்னிரண்டு சமமான டபிள்யூ அணுக்களுடன் பிணைக்கப்பட்டு, விளிம்பு மற்றும் முகம் பகிர்வு WW12 கியூபோக்டா ஹெட்ராடங்ஸ்டனின் கலவையை உருவாக்குகிறது. இரண்டாவது தளத்தில், வைக்கோஃப் நிலையில், ஒவ்வொரு டங்ஸ்டன் அணுவும் 14 அண்டை டங்ஸ்டன் அணுக்களுடன் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் 2.54 முதல் 3.12 Å வரையிலான W-W பிணைப்பு நீளங்களின் பரவல் உள்ளது. சோதனை ரீதியாக அளவிடப்பட்ட β-W இன் லட்டிஸ் அளவுரு 5.036 Å ஆகும், அதே நேரத்தில் DFT கணக்கிடப்பட்ட மதிப்பு 5.09 Å ஆகும். பண்புகள் β-W இன் இரண்டு முக்கிய பண்புகள் நன்கு நிறுவப்பட்டுள்ளனஃ உயர் மின் எதிர்ப்பு மற்றும் மாபெரும் சுழல் ஹால் விளைவு. துல்லியமான மதிப்பு தயாரிப்பு நிலைமைகளைப் பொறுத்தது என்றாலும், β-W α-W ஐ விட குறைந்தது ஐந்து முதல் பத்து மடங்கு அதிக மின் எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இந்த உயர் கடத்துத்திறன் 5 முதல் 380 K வெப்பநிலை வரம்பில் கிட்டத்தட்ட மாறாமல் இருக்கும், இது β-W ஐ ஒரு சாத்தியமான மெல்லிய படல மின்தடையாகவும், α-W ஒரு மெல்லிய படலக் கடத்தியாகவும் ஆக்குகிறது. β-W இன் மெல்லிய படலங்கள் ஒரு மாபெரும் சுழல் ஹால் விளைவைக் காட்டுகின்றன, சுழல் ஹால் கோணம் 0.3 ± 0.02 மற்றும் சுழல்-பரவல் நீளம் சுமார் 3.5 nm ஆகும். இதற்கு மாறாக, α-W 0.07 க்கும் குறைவான சிறிய சுழல் ஹால் கோணத்தையும் ஒப்பிடக்கூடிய சுழல்-பரவல் நீளத்தையும் வெளிப்படுத்துகிறது. ஸ்பின் ஹால் விளைவில், காந்தமற்ற பொருளின் மூலம் ஒரு நீளமான மின்சார மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துவது சுழல்-சுற்றுப்பாதை தொடர்பு காரணமாக ஒரு குறுக்கு சுழல் மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் சுழல் ஹால் கோணம் குறுக்கு சுழல் மின்னோட்ட அடர்த்தி மற்றும் நீளமான மின்சார மின்னோட்ட அடர்த்தியின் விகிதமாக வரையறுக்கப்படுகிறது. β-W இன் சுழல் ஹால் கோணம் சுழல் ஹால் விளைவின் மூலம் அருகிலுள்ள காந்த அடுக்குகளின் காந்தமயமாக்கலை முன்கூட்டியே புரட்ட அல்லது அமைக்கும் திறன் கொண்ட சுழல் டார்க்குகளை உருவாக்கும் அளவுக்கு பெரியது. ஹைட்ரஜன் குறைப்பு எதிர்வினை போன்ற இரசாயன முறைகளுடன் β-W ஐ தயாரிப்பது குறித்து சில அறிக்கைகள் வந்திருந்தாலும், சமீபத்திய முப்பது ஆண்டுகளில் கிட்டத்தட்ட அனைத்து β-W அறிக்கைகளும் அணுவுக்கு அணு இயற்பியல் நீராவி படிவு (PVD) நுட்பமான ஸ்பட்டர் படிவு மூலம் தயாரிக்கப்படுகின்றன. ஸ்பட்டர் படிதலில், ஒரு டங்ஸ்டன் இலக்கு அயனியாக்கப்பட்ட வாயு மூலக்கூறுகளால் (பொதுவாக ஆர்) குண்டுவீசப்படுகிறது, இதனால் டங்ஸ்டன் அணுக்கள் பிளாஸ்மாவுக்குள் "சிதறடிக்கப்படுகின்றன". இந்த ஆவியாக்கப்பட்ட அணுக்கள் பின்னர் பூசப்பட வேண்டிய அடி மூலக்கூறில் ஒரு மெல்லிய படலமாக ஒடுக்கப்படும்போது டெபாசிட் செய்யப்படுகின்றன. ஸ்பட்டர் படிவு மூலம் β-W உருவாக்கம் அடிப்படை அழுத்தம், ஆர் அழுத்தம், அடி மூலக்கூறு வெப்பநிலை, அசுத்த வாயு, படிவு விகிதம், படல தடிமன், அடி மூலக்கூறு வகை போன்றவற்றைப் பொறுத்தது. ஆக்ஸிஜன் அல்லது நைட்ரஜன் வாயு ஓட்டம் β-W உருவாவதற்கு உதவக்கூடும் மற்றும் அவசியம் என்று பரவலாக கவனிக்கப்படுகிறது, ஆனால் சமீபத்தில் படிவதன் போது எந்த அசுத்த வாயுவையும் வைக்காமல் β-W ஐ தயாரிப்பது குறித்தும் அறிக்கைகள் வந்துள்ளன. குறிப்புகள் டங்ஸ்டன் அலோட்ரோப்ஸ்