জিরকোনিয়া, জিরকোনিয়াম ডাই অক্সাইড (ZrO2) নামেও পরিচিত, অনন্য বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে যা এর স্ফটিক গঠন এবং ডোপ্যান্টের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়। এর বিশুদ্ধ আকারে, জিরকোনিয়াকে সাধারণত একটি অন্তরক হিসাবে বিবেচনা করা হয়, যার অর্থ এটি বিদ্যুৎ ভালভাবে পরিচালনা করে না। এর কারণ হল বিশুদ্ধ জিরকোনিয়ার স্ফটিক কাঠামো উচ্চ তাপমাত্রায় ঘন আকারে স্থিতিশীল, এবং উপাদানটিতে বৈদ্যুতিক পরিবাহিতার জন্য প্রয়োজনীয় বিনামূল্যে ইলেকট্রন বা মোবাইল চার্জ বাহকের অভাব রয়েছে।
অক্সিজেন আয়ন পরিবাহিতা
যাইহোক, জিরকোনিয়া নিম্ন তাপমাত্রায়, সাধারণত প্রায় 1,170 ডিগ্রি সেলসিয়াসে একটি ফেজ ট্রান্সফর্মেশনের মধ্য দিয়ে যেতে পারে, যা একটি টেট্রাগোনাল স্ফটিক কাঠামোর দিকে পরিচালিত করে। এই রূপান্তরটি জালিতে অক্সিজেন শূন্যতা প্ররোচিত করে, অক্সিজেন আয়ন শূন্যস্থান তৈরি করে যা চার্জ বাহক হিসাবে কাজ করতে পারে। এই অক্সিজেন আয়ন পরিবাহিতা উল্লেখযোগ্য এবং এটি আংশিকভাবে স্থিতিশীল জিরকোনিয়া (PSZ) কে একটি সুপরিচিত অক্সিজেন আয়ন পরিবাহী করে তোলে। PSZ সাধারণত সলিড অক্সাইড ফুয়েল সেল (SOFCs) এবং অক্সিজেন সেন্সরে ইলেক্ট্রোলাইট উপাদান হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
ইলেকট্রনিক পরিবাহিতা
অক্সিজেন আয়ন পরিবাহিতা ছাড়াও, জিরকোনিয়া ইলেকট্রনিক পরিবাহিতাও প্রদর্শন করতে পারে যখন নির্দিষ্ট ডোপ্যান্টগুলি এর গঠনে প্রবর্তিত হয়। Yttria-স্থিতিশীল জিরকোনিয়া (YSZ), যেখানে ইট্রিয়াম অক্সাইড (Y2O3) জিরকোনিয়াতে যোগ করা হয়, এটি একটি উল্লেখযোগ্য উদাহরণ। YSZ উচ্চ-তাপমাত্রার জ্বালানী কোষে ইলেক্ট্রোলাইট হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যেমন কঠিন অক্সাইড জ্বালানী কোষ। ইট্রিয়ামের সংযোজন ঘরের তাপমাত্রায় কিউবিক ফেজকে স্থিতিশীল করে, উচ্চ আয়নিক এবং ইলেকট্রনিক পরিবাহিতাকে অনুমতি দেয়।
সারসংক্ষেপে, জিরকোনিয়ার বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে ডোপান্ট প্রবর্তন করে বা এটিকে নির্দিষ্ট অবস্থার সাপেক্ষে পরিবর্তন করা যেতে পারে, যার ফলে বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা বিভিন্ন মাত্রার হয়। এর পরিবাহিতা নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা জিরকোনিয়াকে বিভিন্ন ইলেকট্রনিক এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ডিভাইসে অ্যাপ্লিকেশন সহ একটি বহুমুখী উপাদান করে তোলে।
