کربن امورف

کربن آمورف. کربن آمورف یا کربن بی ریخت، کربنی آزاد و واکنشی است که هیچ ساختار بلورینگی در آن دیده نمی شود. مواد کربن آمورف ممکن است با پایان دادن به پیوندهای معلق - π با هیدروژن تثبیت شوند. مانند سایر جامدات آمورف، می توان نظم کوتاه بردی را مشاهده کرد. کربن آمورف در حالت کلی با نام aC و کربن آمورف هیدروژنی به شکل aC:H یا HAC و کربن آمورف هرمی با ta - C نمایش داده می شود. ( کربن الماس مانند نیز نامیده می شود ) . [ ۱]
در کانی شناسی، کربن آمورف نامی است که برای زغال سنگ، کربن مشتق شده از کاربید و سایر اشکال ناخالص کربن که نه گرافیت هستند و نه الماس استفاده می شود. با این حال، در مفهوم بلورنگاری، مواد واقعاً آمورف نیستند، بلکه مواد پلی کریستالی از گرافیت یا الماس[ ۲] در یک ماتریس کربن آمورف هستند. کربن تجاری نیز معمولاً حاوی مقادیر قابل توجهی از عناصر دیگر است که ممکن است ناخالصی های کریستالی را نیز تشکیل دهند.
با توسعه تکنیک های رسوب گذاری و رشد لایه نازک مدرن در نیمه دوم قرن بیستم، مانند انباشت بخار شیمیایی، رسوب پاششی و رسوب گذاری قوس یونی، ساخت مواد کربنی آمورف ممکن شد.
کربن آمورف دارای الکترون های π موضعی است ( برخلاف پیوندهای π آروماتیک در گرافیت ) ، و پیوندهای آن با طول ها و فواصل متفاوت با سایر آلوتروپ های کربن تشکیل می شوند. همچنین حاوی غلظت بالایی از پیوندهای معلق است. اینها باعث انحراف در فاصله بین اتمی ( که با استفاده از پراش اندازه گیری می شود ) بیش از ۵٪ و همچنین تغییر قابل توجهی در زاویه پیوند ایجاد می کنند. [ ۲]
خواص لایه های کربن آمورف بسته به پارامترهای مورد استفاده در طی رسوب گذاری، متفاوت است. روش اولیه برای مشخص کردن کربن آمورف از طریق نسبت پیوندهای هیبرید شده sp2 به sp3 موجود در ماده است. گرافیت فقط از پیوندهای هیبرید شده sp2 تشکیل شده است، در حالی که الماس فقط از پیوندهای هیبرید شده sp3 تشکیل شده است. موادی که دارای پیوندهای هیبرید شده sp3 هستند، به دلیل شکل چهاروجهی تشکیل شده توسط پیوندهای هیبرید شده sp3، کربن آمورف چهار وجهی یا کربن الماس مانند ( به دلیل شباهت بسیاری از خواص فیزیکی به الماس ) نامیده می شوند.
به طور تجربی، نسبت های sp2 به sp3 را می توان با مقایسه شدت نسبی پیک های طیف سنجی مختلف ( از جمله EELS، XPS وطیف سنجی رامان ) با موارد مورد انتظار برای گرافیت یا الماس تعیین کرد. در کارهای نظری، نسبت sp2 به sp3 اغلب با شمارش تعداد اتم های کربن با سه همسایه پیوندی در مقابل اتم های با چهار همسایه پیوندی به دست می آید. ( این تکنیک مستلزم تصمیم گیری بر روی یک متریک تا حدودی دلخواه برای تعیین اینکه آیا اتم های همسایه پیوند خورده در نظر گرفته می شوند یا نه، و بنابراین صرفاً به عنوان نشانه ای از نسبت نسبی sp2 - sp3 استفاده می شود )