बिस्मथ जर्मनेट: Difference between revisions
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[[File:BGO-crystals.jpg|thumb|बीजीओ स्किन्टिलेटर क्रिस्टल (आंशिक रूप से जीर्ण) सफेद पेंट मास्क के साथ लेपित किया | [[File:BGO-crystals.jpg|thumb|बीजीओ स्किन्टिलेटर क्रिस्टल (आंशिक रूप से जीर्ण) सफेद पेंट मास्क के साथ लेपित किया गया। ]][[विस्मुट|बिस्मथ]] [[जर्मेनियम|जर्मेनियम ऑक्साइड]] या '''बिस्मथ जर्मनेट''', जर्मेनियम और [[ऑक्सीजन]] का एक अकार्बनिक रासायनिक यौगिक है। साधारणतया यह शब्द रासायनिक सूत्र वाले यौगिक [[Bismuth|Bi]]4[[Germanium|Ge]]3[[Oxygen|O]]12 (बीजीओ) को संदर्भित करता है, [[ घन क्रिस्टल |घन एविलाइटिन]] क्रिस्टल संरचना के साथ, [[सिंटिलेटर|प्रस्फुरित्र]] के रूप में उपयोग किया जाता है। (शब्द सूत्र Bi<sub>12</sub>GeO<sub>20</sub> के साथ [[ मजबूत वाले |सिलेनाइट]] संरचना के साथ विद्युत-प्रकाशिक सामग्री, और {{chem2|auto=1|Bi2Ge3O9}} अलग यौंगिक का भी उल्लेख कर सकता है)। | ||
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Bi<sub>4</sub>Ge<sub>3</sub>O<sub>12</sub> घनीय क्रिस्टल संरचना है (a = 1.0513 nm, z = 4, [[पियर्सन प्रतीक]] cI76, [[अंतरिक्ष समूह]] I{{overline|4}}3डी संख्या 220) और 7.12 ग्राम/सेमी घनत्व<sup> | Bi<sub>4</sub>Ge<sub>3</sub>O<sub>12</sub> घनीय क्रिस्टल संरचना है (a = 1.0513 nm, z = 4, [[पियर्सन प्रतीक]] cI76, [[अंतरिक्ष समूह]] I{{overline|4}}3डी संख्या 220) और 7.12 ग्राम/सेमी घनत्व<sup>3।<ref>{{cite journal|doi=10.1016/0038-1098(82)90575-0|title=Comparison of neutron diffraction and EPR results on the cubic crystal structures of piezoelectric Bi<sub>4</sub>Y<sub>3</sub>O<sub>12</sub> (Y = Ge, Si)|journal=Solid State Communications|volume=44|issue=5|pages=657–661|year=1982|last1=Fischer|first1=P.|last2=Waldner|first2=F.|bibcode=1982SSCom..44..657F}}</ref> | ||
<sup>बिस्मथ जर्मेनियम ऑक्साइड का उपयोग [[कण भौतिकी]], [[एयरोस्पेस|अंतरिक्ष]] भौतिकी, '''परमाणु चिकित्सा''', भूविज्ञान अन्वेषण और अन्य उद्योगों में संसूचक में किया जाता है। गामा पल्स स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए बिस्मथ जर्मनेट सरणियों का उपयोग किया जाता है। बीजीओ क्रिस्टल का उपयोग [[पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी|पोजीट्रान उत्त्सर्जन टोमोग्राफी]] संसूचकों में भी किया जाता है। | जब [[एक्स-रे]] या [[गामा किरण|गामा किरणों]] द्वारा विकीर्णित किया जाता है तो यह 375 और 650 nm के बीच [[तरंग दैर्ध्य]] के फोटॉन का उत्सर्जन करता है, 480 nm पर शिखर के साथ यह अवशोषित उच्च ऊर्जा विकिरण के प्रति[[ megaelectronvolt | मेगा इलेक्ट्रान वोल्ट]] लगभग 8500 फोटॉन का उत्पादन करता है। इसमें अच्छी [[परमाणु कठोरता|विकिरण कठोरता]] है (मापदंड 5.10<sup>4</sup> [[ ग्रे (इकाई) |जीवाई (इकाई)]] तक स्थिर रहता है, उच्च दीप्ति दक्षता, 5 और 20 MeV के बीच अच्छा ऊर्जा विभेदन, यांत्रिक रूप से दृढ़ है, और [[ हीड्रोस्कोपिक |आद्रग्राही]] नहीं है। इसका गलनांक 1050 °C है। यह सबसे साधारण ऑक्साइड-आधारित सिंटिलेटर है।<ref>[https://www.crystals.saint-gobain.com/sites/imdf.crystals.com/files/documents/bgo-material-data-sheet.pdf Bismuth Germanate Scintillation Material]. crystals.saint-gobain.com</ref> | ||
बिस्मथ जर्मेनियम ऑक्साइड का उपयोग [[कण भौतिकी]], [[एयरोस्पेस|अंतरिक्ष]] भौतिकी, '''परमाणु चिकित्सा''', भूविज्ञान अन्वेषण और अन्य उद्योगों में संसूचक में किया जाता है। गामा पल्स स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए बिस्मथ जर्मनेट सरणियों का उपयोग किया जाता है। बीजीओ क्रिस्टल का उपयोग [[पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी|पोजीट्रान उत्त्सर्जन टोमोग्राफी]] संसूचकों में भी किया जाता है। | |||
व्यावसायिक रूप से उपलब्ध क्रिस्टल [[Czochralski प्रक्रिया|जोक्रैलस्की प्रक्रिया]] द्वारा बनाये जाते हैं और साधारणतया [[घनाभ]] या बेलन के रूप में आपूर्ति की जाती है। बड़े क्रिस्टल प्राप्त किए जा सकते हैं। क्रिस्टल का उत्पादन साधारणतया लगभग 1100 डिग्री सेल्सियस पर किया जाता है, जो की इसके गलनांक से लगभग 50 डिग्री सेल्सियस अधिक होता हैं ।<ref>[https://www.freepatentsonline.com/4664744.pdf Process for the production of bismuth germanate monocrystals with a high scintillation response]. Le Gal et al US Patent 4664744</ref> | व्यावसायिक रूप से उपलब्ध क्रिस्टल [[Czochralski प्रक्रिया|जोक्रैलस्की प्रक्रिया]] द्वारा बनाये जाते हैं और साधारणतया [[घनाभ]] या बेलन के रूप में आपूर्ति की जाती है। बड़े क्रिस्टल प्राप्त किए जा सकते हैं। क्रिस्टल का उत्पादन साधारणतया लगभग 1100 डिग्री सेल्सियस पर किया जाता है, जो की इसके गलनांक से लगभग 50 डिग्री सेल्सियस अधिक होता हैं ।<ref>[https://www.freepatentsonline.com/4664744.pdf Process for the production of bismuth germanate monocrystals with a high scintillation response]. Le Gal et al US Patent 4664744</ref> | ||
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Bi<sub>12</sub>GeO<sub>20</sub> एक घन क्रिस्टल संरचना है (a = 1.01454 nm, z = 2, पियर्सन प्रतीक cI66, अंतरिक्ष समूह I23 संख्या 197) और 9.22 g/cm घनत्व<sup>3</sup> है।<sup><ref>{{cite journal|doi=10.1107/S0567740879010190|title=Laevorotatory Bi<sub>12</sub>GeO<sub>20</sub>: Remeasurement of the structure|journal=Acta Crystallographica Section B: Structural Crystallography and Crystal Chemistry|volume=35|issue=11|pages=2687–2690|year=1979|last1=Svensson|first1=C.|last2=Abrahams|first2=S. C.|last3=Bernstein|first3=J. L.|doi-access=free}}</ref> | |||
इस बिस्मथ जर्मनेट में उच्च विद्युत प्रकाशिक गुणांक (3.3 pm/V for Bi<sub>12</sub>GeO<sub>20</sub>),<ref name="hand"> | |||
{{cite book | editor= Haynes, William M. | date = 2016| title = CRC Handbook of Chemistry and Physics | edition = 97th | publisher = [[CRC Press]] | isbn = 9781498754293|page=12.173| title-link = CRC Handbook of Chemistry and Physics}} | {{cite book | editor= Haynes, William M. | date = 2016| title = CRC Handbook of Chemistry and Physics | edition = 97th | publisher = [[CRC Press]] | isbn = 9781498754293|page=12.173| title-link = CRC Handbook of Chemistry and Physics}} | ||
</ref> पॉकल्स | </ref> पॉकल्स सेल के निर्माण के लिए इसे अरेखीय प्रकाशिकी में उपयोगी बनाता है, और इसका उपयोग [[पराबैंगनी]] रेंज के लिए प्रकाश अपवर्तक उपकरणों के लिए भी किया जा सकता है। | ||
Bi<sub>12</sub>GeO<sub>20</sub> क्रिस्टल दाब विद्युतिकी हैं, दृढ़ ध्वनि प्रकाशिकी और विद्युत प्रकाशिकी प्रभाव दिखाते हैं, और [[क्रिस्टल थरथरानवाला|क्रिस्टल दोलन]] और [[सतह ध्वनिक तरंग|सतह ध्वनि तरंग]] उपकरणों के क्षेत्र में सीमित उपयोग पाते हैं।<ref>Lam, C.S. (2004) [http://www.txccorp.com/download/tech_paper/2004-IWSIMPCRFIC-1-English.pdf Integration of SAW and BAW Technologies for Oscillator Applications]. ''International Workshop on SiP/Soc Integration of MEMS and Passive Components with RF ICs''</ref> बिस्मथ ऑक्साइड और जर्मेनियम ऑक्साइड के मिश्रण की एक छड़ से ज़ोन पिघलने से [[एकल क्रिस्टल]] छड़ और फाइबर बनाये जा सकते हैं।<ref name="FuOzoe1999">{{cite journal|last1=Fu|first1=S.|last2=Ozoe|first2=H.|journal=Journal of Materials Science|title=Growth of Bi<sub>12</sub>GeO<sub>20</sub> crystal rods and fibers by the improved floating zone method|volume=34|issue=2|year=1999|pages=283–290|issn=0022-2461|doi=10.1023/A:1004430311364}}</ref> क्रिस्टल पारदर्शी और भूरे रंग के होते हैं।<ref>{{Cite web|url = http://www.uam.es/departamentos/ciencias/fisicamateriales/especifica/grupos/crystal_growth_lab/cgl_technology.html|title = Technology Crystal Growth Laboratory (CGL): single crystals, nanotechnology|website = www.uam.es|access-date = 2016-04-09}}</ref> | |||
बीजीओ के क्रिस्टल और इसी तरह के यौगिक बीएसओ (Bi<sub>12</sub>SiO<small>20</small> [[बिस्मथ सिलिकॉन ऑक्साइड]], सिलेनाइट) और बीटीओ (Bi<sub>12</sub>TiO<sub>20</sub>), फोटो अपवर्तक और प्रकाश चलित हैं। बीजीओ और बीएसओ क्रिस्टल कम [[डार्क करंट (भौतिकी)|अदीप्त धारा (भौतिकी)]] के साथ कुशल [[फोटोकंडक्टिव|प्रकाश चलित]] हैं। उनका उपयोग विद्युत प्रकाशिक अनुप्रयोगों में किया जा सकता है, जैसे प्रकाशिक [[ प्रोग्राम करने योग्य रीड-ओनली मेमोरी |पीआरओएम्]], पीआरआईजेड स्थानिक प्रकाश अधिमिश्रक, समयोचित [[होलोग्राम]] अभिलेखन, सहसंबंधी, और अतिसूक्ष्म लेजर पल्सेस के अनुकूली सुधार के लिए प्रणाली, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के लिए [[फाइबर ऑप्टिक सेंसर|फाइबर प्रकाशिक संवेदक]] में उपयोग किया जाता हैं। [[वेवगाइड|तरंग पथक]] संरचनाएं विस्तृत वर्णक्रमीय श्रेणी पर समान रोशनी की अनुमति देती हैं। [[ पतली फिल्म |पतली फिल्म]] साइलेनाइट संरचनाएं, जिन्हें निक्षेपित किया जा सकता है उदा. [[स्पटरिंग]] द्वारा, संभावित अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला है। बीएसओ क्रिस्टल वैकल्पिक रूप से संबोधित [[स्थानिक प्रकाश न्यूनाधिक|स्थानिक प्रकाश संसूचक]] और द्रव क्रिस्टल [[ प्रकाश वाल्व |प्रकाश वाल्व]] में उपयोग किया जाता है।<ref>{{Cite web|url = http://www.alkor.net/photorefractive_crystal_BGO.html|title = Sillenite Photorefractive Crystals (BGO and BSO) – Alkor Technologies|website = www.alkor.net|access-date = 2016-04-09}}</ref> बीटीओ की प्रकाशिक गतिविधि बीजीओ और बीएसओ की तुलना में बहुत कम है।<ref>{{Cite book|url = https://books.google.com/books?id=Ad5G1HWtDRgC|title = लेजर और ऑप्टिक्स की स्प्रिंगर हैंडबुक|last = Träger|first = Frank|page=359|date = 2012|publisher = Springer Science & Business Media|isbn = 9783642194092|language = en}}</ref> कुछ समान प्रदर्शन करने वाले [[पेरोवियन|पेरोवाक्साइट]] के विपरीत, सिलेनाइट्स [[फेरोइलेक्ट्रिक|लौहविद्युत]] नहीं हैं। | |||
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कण क्षेपण करते समय, लक्ष्य को 450 डिग्री सेल्सियस से नीचे रखना होता है अन्यथा बिस्मथ वाष्प दबाव [[स्तुईचिओमेटरी|स्टोइकोमेट्री]] से सामग्री प्राप्त करता है , परन्तु दाब वैद्युत वाई चरण बनाने के लिए 400 डिग्री सेल्सियस से ऊपर रखना होता हैं।<ref>{{Cite book|url = https://books.google.com/books?id=pmpV4RYHpdcC|title = Thin Film Materials Technology: Sputtering of Compound Materials|last = Wasa|first = Kiyotaka|last2 = Kitabatake|first2 = Makoto|last3 = Adachi|first3 = Hideaki|date = 2004|publisher = William Andrew|isbn = 9780815519317|page=248}}</ref> | |||
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Latest revision as of 13:56, 14 June 2023
बिस्मथ जर्मेनियम ऑक्साइड या बिस्मथ जर्मनेट, जर्मेनियम और ऑक्सीजन का एक अकार्बनिक रासायनिक यौगिक है। साधारणतया यह शब्द रासायनिक सूत्र वाले यौगिक Bi4Ge3O12 (बीजीओ) को संदर्भित करता है, घन एविलाइटिन क्रिस्टल संरचना के साथ, प्रस्फुरित्र के रूप में उपयोग किया जाता है। (शब्द सूत्र Bi12GeO20 के साथ सिलेनाइट संरचना के साथ विद्युत-प्रकाशिक सामग्री, और Bi2Ge3O9 अलग यौंगिक का भी उल्लेख कर सकता है)।
Bi4Ge3O12
Bi4Ge3O12 घनीय क्रिस्टल संरचना है (a = 1.0513 nm, z = 4, पियर्सन प्रतीक cI76, अंतरिक्ष समूह I43डी संख्या 220) और 7.12 ग्राम/सेमी घनत्व3।[1]
जब एक्स-रे या गामा किरणों द्वारा विकीर्णित किया जाता है तो यह 375 और 650 nm के बीच तरंग दैर्ध्य के फोटॉन का उत्सर्जन करता है, 480 nm पर शिखर के साथ यह अवशोषित उच्च ऊर्जा विकिरण के प्रति मेगा इलेक्ट्रान वोल्ट लगभग 8500 फोटॉन का उत्पादन करता है। इसमें अच्छी विकिरण कठोरता है (मापदंड 5.104 जीवाई (इकाई) तक स्थिर रहता है, उच्च दीप्ति दक्षता, 5 और 20 MeV के बीच अच्छा ऊर्जा विभेदन, यांत्रिक रूप से दृढ़ है, और आद्रग्राही नहीं है। इसका गलनांक 1050 °C है। यह सबसे साधारण ऑक्साइड-आधारित सिंटिलेटर है।[2]
बिस्मथ जर्मेनियम ऑक्साइड का उपयोग कण भौतिकी, अंतरिक्ष भौतिकी, परमाणु चिकित्सा, भूविज्ञान अन्वेषण और अन्य उद्योगों में संसूचक में किया जाता है। गामा पल्स स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए बिस्मथ जर्मनेट सरणियों का उपयोग किया जाता है। बीजीओ क्रिस्टल का उपयोग पोजीट्रान उत्त्सर्जन टोमोग्राफी संसूचकों में भी किया जाता है।
व्यावसायिक रूप से उपलब्ध क्रिस्टल जोक्रैलस्की प्रक्रिया द्वारा बनाये जाते हैं और साधारणतया घनाभ या बेलन के रूप में आपूर्ति की जाती है। बड़े क्रिस्टल प्राप्त किए जा सकते हैं। क्रिस्टल का उत्पादन साधारणतया लगभग 1100 डिग्री सेल्सियस पर किया जाता है, जो की इसके गलनांक से लगभग 50 डिग्री सेल्सियस अधिक होता हैं ।[3]
Bi12GeO20
Bi12GeO20 एक घन क्रिस्टल संरचना है (a = 1.01454 nm, z = 2, पियर्सन प्रतीक cI66, अंतरिक्ष समूह I23 संख्या 197) और 9.22 g/cm घनत्व3 है।[4]
इस बिस्मथ जर्मनेट में उच्च विद्युत प्रकाशिक गुणांक (3.3 pm/V for Bi12GeO20),[5] पॉकल्स सेल के निर्माण के लिए इसे अरेखीय प्रकाशिकी में उपयोगी बनाता है, और इसका उपयोग पराबैंगनी रेंज के लिए प्रकाश अपवर्तक उपकरणों के लिए भी किया जा सकता है।
Bi12GeO20 क्रिस्टल दाब विद्युतिकी हैं, दृढ़ ध्वनि प्रकाशिकी और विद्युत प्रकाशिकी प्रभाव दिखाते हैं, और क्रिस्टल दोलन और सतह ध्वनि तरंग उपकरणों के क्षेत्र में सीमित उपयोग पाते हैं।[6] बिस्मथ ऑक्साइड और जर्मेनियम ऑक्साइड के मिश्रण की एक छड़ से ज़ोन पिघलने से एकल क्रिस्टल छड़ और फाइबर बनाये जा सकते हैं।[7] क्रिस्टल पारदर्शी और भूरे रंग के होते हैं।[8]
बीजीओ के क्रिस्टल और इसी तरह के यौगिक बीएसओ (Bi12SiO20 बिस्मथ सिलिकॉन ऑक्साइड, सिलेनाइट) और बीटीओ (Bi12TiO20), फोटो अपवर्तक और प्रकाश चलित हैं। बीजीओ और बीएसओ क्रिस्टल कम अदीप्त धारा (भौतिकी) के साथ कुशल प्रकाश चलित हैं। उनका उपयोग विद्युत प्रकाशिक अनुप्रयोगों में किया जा सकता है, जैसे प्रकाशिक पीआरओएम्, पीआरआईजेड स्थानिक प्रकाश अधिमिश्रक, समयोचित होलोग्राम अभिलेखन, सहसंबंधी, और अतिसूक्ष्म लेजर पल्सेस के अनुकूली सुधार के लिए प्रणाली, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के लिए फाइबर प्रकाशिक संवेदक में उपयोग किया जाता हैं। तरंग पथक संरचनाएं विस्तृत वर्णक्रमीय श्रेणी पर समान रोशनी की अनुमति देती हैं। पतली फिल्म साइलेनाइट संरचनाएं, जिन्हें निक्षेपित किया जा सकता है उदा. स्पटरिंग द्वारा, संभावित अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला है। बीएसओ क्रिस्टल वैकल्पिक रूप से संबोधित स्थानिक प्रकाश संसूचक और द्रव क्रिस्टल प्रकाश वाल्व में उपयोग किया जाता है।[9] बीटीओ की प्रकाशिक गतिविधि बीजीओ और बीएसओ की तुलना में बहुत कम है।[10] कुछ समान प्रदर्शन करने वाले पेरोवाक्साइट के विपरीत, सिलेनाइट्स लौहविद्युत नहीं हैं।
सामग्री चरणबद्ध-सरणी प्रकाशिकी में उपयोग की जा सकती है।
कण क्षेपण करते समय, लक्ष्य को 450 डिग्री सेल्सियस से नीचे रखना होता है अन्यथा बिस्मथ वाष्प दबाव स्टोइकोमेट्री से सामग्री प्राप्त करता है , परन्तु दाब वैद्युत वाई चरण बनाने के लिए 400 डिग्री सेल्सियस से ऊपर रखना होता हैं।[11]
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ Fischer, P.; Waldner, F. (1982). "Comparison of neutron diffraction and EPR results on the cubic crystal structures of piezoelectric Bi4Y3O12 (Y = Ge, Si)". Solid State Communications. 44 (5): 657–661. Bibcode:1982SSCom..44..657F. doi:10.1016/0038-1098(82)90575-0.
- ↑ Bismuth Germanate Scintillation Material. crystals.saint-gobain.com
- ↑ Process for the production of bismuth germanate monocrystals with a high scintillation response. Le Gal et al US Patent 4664744
- ↑ Svensson, C.; Abrahams, S. C.; Bernstein, J. L. (1979). "Laevorotatory Bi12GeO20: Remeasurement of the structure". Acta Crystallographica Section B: Structural Crystallography and Crystal Chemistry. 35 (11): 2687–2690. doi:10.1107/S0567740879010190.
- ↑ Haynes, William M., ed. (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th ed.). CRC Press. p. 12.173. ISBN 9781498754293.
- ↑ Lam, C.S. (2004) Integration of SAW and BAW Technologies for Oscillator Applications. International Workshop on SiP/Soc Integration of MEMS and Passive Components with RF ICs
- ↑ Fu, S.; Ozoe, H. (1999). "Growth of Bi12GeO20 crystal rods and fibers by the improved floating zone method". Journal of Materials Science. 34 (2): 283–290. doi:10.1023/A:1004430311364. ISSN 0022-2461.
- ↑ "Technology Crystal Growth Laboratory (CGL): single crystals, nanotechnology". www.uam.es. Retrieved 2016-04-09.
- ↑ "Sillenite Photorefractive Crystals (BGO and BSO) – Alkor Technologies". www.alkor.net. Retrieved 2016-04-09.
- ↑ Träger, Frank (2012). लेजर और ऑप्टिक्स की स्प्रिंगर हैंडबुक (in English). Springer Science & Business Media. p. 359. ISBN 9783642194092.
- ↑ Wasa, Kiyotaka; Kitabatake, Makoto; Adachi, Hideaki (2004). Thin Film Materials Technology: Sputtering of Compound Materials. William Andrew. p. 248. ISBN 9780815519317.
