دانلود مقاله ترکیبات فلزی فسفر ها

فسفرها استحکام بالاتری نسبت به شبکه های سولفید فلزی دارند اما معمولاً انتشار دهنده های ناکارآمد در ولتاژهای پایین هستند. فسفر آبی رنگ که برای FED مورد توجه بیشتر قرار گرفته Bi:YNBO4 میباشد. (انتشار در 440nm) فسفر آبی رنگ اشباع شده بوسیله جانشین سازی Nb در شبکه YNBO4:Bi نیز تولید میشود اما از نظر کارایی، کارایی کمتری دارد. رفتار نور دهی YNBO4:Bi, YNBO4 تحت UV و الکترون های متحرک در ولتاژ پایین مورد بررسی قرار گرفته است و با محاسبات کامل گزارش شده است. محاسبات تایید می کند که شکاف انتقال انرژی بین Nb 4d و O 2P مربوط به YNBO4 میزبان میباشد. این مطلب در توافق کامل با مدل ساختاری باند الکترونیکی ویژه که به سادگی مطرح شده، میباشد. این موضوع همچنین ثابت می کند که ماهیت محیط شیمیایی Bi+3 برای تاثیر کاتیون ها بر روی خواص نور دهی دارای اهمیت است. فسفرهای با تشعشعات آبی رنگ برای کاربردهای FED توسعه داده شده اند.

نمایشگرهای پلاسما با استفاده از لامپ های فسفری به مدت 60 سال مورد بررسی قرار گرفته اند. برای پنل های نمایشی پلاسما (PDP) جایگزین شده، در سال های اخیر اتاق های مخصوصی برای پیشرفت آنها به وجود آمده است. BaAL12O19:Mn فسفری با تشعشعات سبز رنگ است که برای PDP ها عرضه شده است. با این وجود ترکیبات نو ظهور سبز و سفید (CAT) فسفرهای مناسب برای ایده نمایشگرها میباشند. BaMgAL10O17:Eu فسفری با تشعشعات آبی بوده که مورد استفاده در PDP است. گر چه این ماده به عنوان فاسد کننده در طول فرایند صنعتی و عملیات، شناخته شده است، کوشش ها و تحقیقات برای پیشگیری از این ماده به صراحتی بیان شده است. فسفر با تشعشعات قرمز مورد استفاده در PDP ها فسفری کارا میباشد اما انتشارش خیلی نارنجی رنگ است و با هزینه زیاد می بایست تیره تر گردد. مطالب کلی و مفصل راجع به PDP ها یا نمایشگرهای پلاسما به عنوان مطلب مرتبط با این متن در این گزارش توضیح داده میشود.

ترکیبات فسفری

ترکیبات غیر آلی فسفرها موضوع جدی برای 80 سال بوده است که بیشتر تحقیقات در صنعت انجام شده و در حوزه های عمومی نبوده است. تقریباً این مواد همگی بوسیله واکنش های حالت جامد بین ترکیبات غیر آلی خالص در دمای بالا بوجود آمده اند. درباره چرخه متابولیسمی فسفر و ترکیبات آن مطالبی به عنوان مطلب مرتبط با متن ذکر میشود.

ترکیبات حالت جامد متداول

حالت اول مخلوط کردن ترکیباتی است که توانایی فعال شدن به صورت شبکه میزبان با تزریق (دوپینگ) و جریان دهی را شامل میشود. سپس این مخلوط در محفظه ای غیر فعال، گرم میشود تزریق معمولاً‌به شکل نمک خاصی بوده که می تواند بعد یا در طی گرم کردن میزبان اضافه گردد محصول گرم کردن معمولاً رسوب است و سپس این رسوب فشرده شده سپس نرم و آسیاب میشود محصول نهایی زبر و دسته بندی میشود. در برخی از ترکیبات فوق ممکن است محصول مورد فشار سطح نیز قرار بگیرد. بعضی کاتیون ها معمولاً بوسیله ته نشین شدن بوسیله باقی ماندن روی محلول قبل از انجام فرایند بدست آیند. انتخاب فسفرهای مهم، ترکیبات با پیشرانه ها و کاربردشان در جدول 2 آمده است. سولفیدها ممکن است بوسیله این روش پدید آیند. مانند سولفید سدیم،‌موانع مهم برای بکارگیری تکنیک های حالت جامد: 1- بد شکل شدن ترزیق در شبکه میزان ممکن است حتی زمانیکه پیشرانه ها روی اندازه های اتمی معین شده باشند رخ ندهد. 2-رشد ذره نمی تواند به سادگی کنترل شود و همچنین ذخیره سازی و ریز کردن لازم است.

هیدرو گرمایی و روش های مناسب

ته نشین شدن یک جور (مشابه)

ته نشین شدن یکجور فسفرها در محلول، امکان مخلوط شدن تزریق در شبکه میزبان در سطح اتمی بدون مشخص بودن انتشار در دمای بالا را مهیا می کند و این فرآورده ها کنترل موثر تری در تولید مواد به صورت استوکیومتری دارند. برای مثال تولید ذرات کروی که به خوبی دسته بندی در فضای بسیار کوچک برای نمایشگرهای معروف شده اند، به سهولت امکان پذیر شده است. علاوه بر این اندازه ذره فسفر نهایی می تواند بوسیله دستکاری شرایط محلول در فرایند ته نشین سازی کنترل شود. فسفرهای نانوکریستالی برای ایجاد شبکه های کامل پیشنهاد شده اند. بنابراین فضای خالی کمتری با ذرات منفی در اندازه میکرون مقایسه میشود. مطالعات روی تشعشعات، برای مثال، ZnS:Mn2+ نشان میدهد تاثیر نور دهی فسفرهای تزریق شده می تواند به صورت موثری توسعه داده شود، اگر اندازه ذره تا حد نانو دیمانسیون تقلیل یابد. علاوه بر این عمر کوتاه این ذره نیز گزارش داده شده است. نخستین تکنیک موفق در این زمینه شامل اضافه کردن اوره به نمک های فلزی در محلول مایع هیدروکربن ها میباشد. این روش روش اساسی است. برای مثال، برای تهیه کردن ذرات کروی Y2O3:Eu با دیمانسیون 100 تا nm500 که دارای مقداری رسوب هستند می توانند با تقریباً %5، Gd2O3:Eu که شبیه هم تهیه میشوند، کنترل کرد که ذراتی با اندازه 70 و nm250 را تولید میکند. روش های رسوب گذاری همچنین برای تهیه کردن سولفید فلز و سلوفیه ها گسترش داده شده اند. در این جا دو روش عمومی وجود دارد. اولین روش رفتار نمک فلز مایع را شامل میگردد البته با و بدون اینکه تزریق هیدرات ها و سولفوریا سلونید شان اضافه شود. به کمک این روش فسفرهای چاکلوئید فلزی از قبیل ZnSe, ZnS:Ag تهیه میشوند.

دومین روش شامل تاثیر گذاری تجزیه اکسید اوره در محلول مایع در دمای بالا در حضور استات فلز بوده و برای تهیه کردن فسفرهای ZnS مورد استفاده قرار گرفته است. پیشرفت این روش های جدید که روش های استادانه برای تهیه گازهای توکلیک یا بخار (H2S, CS2) رایج شده در واکنش های حالت جامد، مورد نیاز زیادی نیستند. رسوب ممکن است همچنین در حلال هایی غیر از آب نیز کاربرد داشته باشد.

برای مثال نانوکریستال های Zns:Tb می توانند بوسیله مس اندود کردن تهیه شوند این کار بوسیله اضافه کردن سولفید سدیم مایع به Tb (NO3)3 و زنیک حل شده در متانول میسر میشود.

روش های ترکیبی

فسفرهای با تشعشعات قرمز Y (AS, Nb, P)O4:Eu+3 بوسیله روش های شیمیایی دسته ای، ترکیب میشوند پیشرانه ها و اکسیدها در اسیدهای ضعیف حل شده و مقدار مورد نیاز هر محلول بوسیله یک سیستم برنامه ریزی شده کامپیوتری درون ظرف سرامیکی تزریق شده اند. پس از تبخیر محلول ها، گردهای باقی مانده درون ظرف گرم شده به صورت پودرهای آهکی در می آیند. فسفرهای فعال شده Eu, Tb در این سیستم بوسیله توری شیمیایی ترکیبی پلیمری تهیه میشوند. این روش به عنوان ابزار قدرتمند برای افزایش سرعت ترکیب شدن فسفرهای جدید توسعه یافته است.

روش محلول-پوششی

ابزارهای El می توانند برای استفاده از تکنیک های محلول-پوششی که برای فرایند ساخت لامپ های نجار مورد نیاز اند ساخته شوند. پوسته باریک Ga2O3:Mn روی بلور سرامیکی BaTiO3 پوشانده و در آن فرو می رود سپس کمپلکس نفوذ پذیر MnCL2 محلول در متانول یا اتانول در C25 آنرا ذخیره می سازد سپس این شیت سرامیکی در دمای C500 تا C950 گرم میشود.

روش فاز- بخار

ذخیره سازی بخار شیمیایی

ذخیره سازی بخار شیمیایی (CVD, MOCVD) از یک پوسته که به وسیله تبخیر مولکول های پیشرانه فرار که برای ایجاد پوسته روی لایه ساخت شده است، تهیه شده است.

ذخیره سازی مولکول های پیشرانه که هم روی سطح لایه و یا محفظه فاز گاری آن می تواند قرار گیرد لازم است. این تکنیک برای ساختن پوسته های نازک و ضخیم Zns:Mn فسفر برای TFEL مورد استفاده قرار گیرد. پیشرانه ها عبارتند از دی متیل زنیک، متیل زنیک دی الکلیل دی کربنات، پودرهای htd و دیدوفسفینات زینک {Zn(S2PR2)2} میباشند. در میان فسفرهای تهیه شده بوسیله این روش عمومی CaGa2S4:Ce, SrGa2Sa به عنوان پیشرانه میباشند. ابزارهای TFEL بوسیله روش های MoCVD تهیه شده اند و Sr(thd)2, Ce(thd)4, H2S به عنوان پیشران به کار میروند.

پرتو مولکولی اپیتاکسی و مشتقات آن

در این روش عناصر تشکیل دهنده پوسته به شکل «پرتو مولکولی» به صورت اپیتاکیسالی به شکل لایه کریستالی گرم شده ذخیره میشوند. این پرتوهای مولکولی به طور نمونه از منابعی چون عنصر تبخیر حرارتی هستند. (از تبخیر عنصر AS، مولکول های AS2, AS3, AS2 ایجاد میشوند) پلایش  این ماده به صورت لایه اتمی اپیتاکسی (ALE) (همچنین به عنوان ذخیره سازی لایه اتمی)

در لایه ای که به صورت متناوب در مصرف دو یا بیشتر پیشران ها قرار می گیرند، اجازه بزرگتر شدن پوسته با کنترل فوق العاده را داده و یک لایه اتم در زمان معین ایجاد میگردد. درخشندگی CVD در این روش نمی تواند شامل تجزیه شدن شیمیایی پیشرانه های فاز-بخار شود.

SrGa2S4:M (M=Ce, Eu) پوسته های نازک در یک سیستم MBE توسط GaS3,Sr رشد داده شده اند. پوسته های آشکار شده ریز با تاثیر پذیری کاربر آنها مناسب برای نمایشگرهای رزولاسیون با تشعشعات بالا میباشند. پوسته های با تشعشعات آبی نورانی Gas:pb بوسیله ALE به کمک پیشرانه های H2S, pb(C2H5)4, {Ca(tha2)} و H2S تهیه شده اند. شدت انتشار به علت غلظت pb رشد پارامترها و پیشرانها به طور قوی اتفاق می افتد. ALE مورد استفاده برای ساختن Zns:Mn برای استفاده در نمایشگر EL میباشد.

بمباران مغناطیسی RF

در روش بمباران مغناطیسی RF یک هدف یاسپر با یون های به شدت در حال حرکت بمباران شده اند. این یونها بوسیله یک شارژر الکتریکی در یک گاز بی اثر مانند آرگون که توسط یک میدان مغناطیسی قوی مستقیماً داخل سطح فرو رفته است تهیه میشوند. نتیج این جنبش شدید ارسال اتم ها یا مولکول ها به صورت بخار از سطح این سپر بوده و سپس در یک لایه ذخیره میشوند. پیشرفت این روش مد نظر است، زیرا این نوعی تکنیک سرد به شمار رفته و می تواند در تهیه پوسته های مختلف بزرگ، انتقال یا تجزیه کردن مواد در انواع مختلف روی لایه استفاده گردد.

این روش همچنین ارزانتر و سریعتر از روش MBE میباشد،‌گر چه این روش کنترل قابل ملاحظه ای کمتری دارد که MBE عرضه کرده است. این روش در شناخت مواد تزریق شده به شبکه ماده میزبان یا پوشاندن سطح با فسفرهای معمولی مورد استفاده قرار گرفته است. این روش شکل گرفته برای تزریق یک اکسید گالیم و اکسیانیون ها (M3Ga4Og, MGa2O4,Ga2O3 و M=Ca,Sr, MGa+O7­, M3Ga2O6یا M=Ba) با عناصر pr,Tb یا Dy مورد استفاده قرار می گیرد. این روش بعضی اشکال و فرم های Mg0.5Zn0.5SiN2EV و MgZn1-xSiN288 را میسازد. تکنیک های بعدی به این روش برای ZnS تزریق شده به سطح Si مفید بود و همچنین برای ذخیره سازی پوسته های نازک آلکالین های بالانتانید تزریق شده به فسفرهای Ga1-xSrxGa2S4:ln روی سطح سرامیکی و Y2O3 روی BaTiO3 به صورت شیت های سرامیکی نیز مفید است.

تبخیر پرتو الکترون

پوسته های SrS:HOF3 به عنوان وسایل EL سفید مفیدند و بوسیله تبخیر پرتو الکترون روی SrS ساچمه شکلی و پودر HOF3 ذخیره شده اند.

تجزیه لیزری پالس شده

Eu+3 فعال شده پوسته های فسفر Y2O3 در محلی روی سیلیکون رشد داده شد و سیلیکون پوشیده شده روی سطوح در این تکنیک استفاده میشود. پوسته های فسفرهای سیلیکات (سرب پرتو قرمز) Casio, Mn (پرتو سبز) ZnSiO4:Mn و (پرتو آبی) Y2SiO3:cel نیز توسط این روش تهیه میشوند. در این روش ارتباط خوبی بین فوتونورهای شدید و پوسته های کریستالی و سطح مورفولوژی یافت شده است.

چرخه متابولیسمی فسفر

دید کلی

فسفر در بافتهای کلیه موجودات زنده وجود دارد. گردش آن در طبیعت ، با ورود ترکیبات آن از عالم معدنی به عالم جانوری و گیاهی ، آغاز و با مراجعت این ترکیبات به عالم معدنی ، ختم می‌شود. تجزیه ترکیبات معدنی و آلی فسفردار که بخش عمده آن به صورت املاح غیر محلول آهن ، کلسیم و آلومینیوم است در خاک بوسیله باکتریها انجام می‌گیرد.

فسفری که به این طریق آزاد می‌شود به صورت محلول درآمده و بوسیله میکروارگانیسمها و ریشه‌های گیاهان جذب می‌شود. انباشته شدن فسفر در داخل سلولها به وجود سیستهای فسفردار غنی از انرژی یعنی ATP بستگی دارد. یونهای فسفات در مناطق مریستمی گیاهان جوان بیشتر انباشته می‌شوند ولی بر حسب احتیاج در مناطق دیگر گیاه وارد شده و در متابولیسم گلوسیدها ، لیپیدها و پروتئینها، شرکت می‌کنند.

ترکیبات فسفر در عالم جانداران

ترکیبات فسفر موجود در عالم جاندار را می‌توان بر حسب قابلیت انحلال و استخراج پذیر بودن آنها به سه دسته تقسیم کرد.

ترکیباتی نظیر فسفاتهای معدنی ، نوکلئوزید- فسفاتها و استرهای فسفریک که محلول در اسید تری کلرواستیک بوده و املاح باریوم عده‌ای دیگر نظیر نوکلئوتیدها ، هگزوز فسفاتها و گلیسروفسفات در آب محلول هستند.

ترکیباتی نظیر فسفو لیپیدها و استرهای فسفریک که در حلالهای لیپیدها ، حل می‌شوند.

ترکیباتی نظیر اسیدهای نوکلئیک و فسفوپروتئینها که ترکیباتی غیر محلول هستند.

شکل معدنی فسفر در موجودات زنده شامل فسفاتها است که می‌توان از بین آنها به اورتوفسفاتها ، متافسفاتها و پیروفسفاتها اشاره کرد.

چرخه بیوشیمیایی فسفر

تبدیل فسفاتهای معدنی به ترکیبات آلی فسفردار ، که به صورتهای مختلف و در طی واکنشهای متابولیسمی بسیار متفاوت صورت می‌گیرد، گاهی با تبدیل آن به پلی فسفاتها آغاز می‌شود. تشکیل پلی فسفاتهای بسیار متراکم از اورتوفسفاتها در بسیاری از گونه‌های باکتری ، جلبک ، مخمر و گیاهان عالی دیده شده و باکتریهای خاک می‌توانند برای انجام این واکنش از فسفاتهای کم محلول نظیر آپاتیت استفاده کنند. مکانیسم آنزیمی این واکنش روشن نیست ولی مطابق تحقیقات کورنبرگ آنزیم پلی فسفات ATP- فسفو ترانسفراز می‌تواند در حضور ATP زنجیره کوتاهی از پلی فسفات را که به عنوان ماده گیرنده بکار می‌رود به زنجیره طویلی از این ماده تبدیل کند.

فسفر پس از ورود در پلی فسفات در اسید ریبونوکلئیک (RNA) وارد می‌شود. در بعضی گونه‌ها ، پلی فسفاتها مستقیما در تشکیل استرهای ترکیبات حاصل از کاتابولیسم گلوسید ها شرکت می‌کنند. بنابراین ذخایر پلی فسفاتی در سلول ، ذخایرفسفاتها و مواد ذخیره کننده انرژی در سلول بوده نظیر فسفاتها و پیروفسفاتها ، در تعداد بسیار زیادی از واکنشها که به کاتابولیسم و سنتز مواد مربوط هستند، شرکت کنند.