সিলিকনের শক্তি ব্যান্ড কী?
সিলিকনের সংজ্ঞা
সিলিকন হল একটি অর্ধপরিবাহী যার বৈশিষ্ট্য পরিবাহী এবং বিচ্ছিন্নকারীর মধ্যে অবস্থিত, ইলেকট্রনিক্সের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
সিলিকন হল এমন একটি অর্ধপরিবাহী যার মুক্ত ইলেকট্রন পরিবাহীর তুলনায় কম কিন্তু বিচ্ছিন্নকারীর তুলনায় বেশি। এই অনন্য বৈশিষ্ট্য সিলিকনকে ইলেকট্রনিক্সে প্রচুর ব্যবহৃত করে। সিলিকনে দুই ধরনের শক্তি ব্যান্ড রয়েছে: পরিবাহী ব্যান্ড এবং বেলেন্স ব্যান্ড। বেলেন্স ব্যান্ড বেলেন্স ইলেকট্রনের শক্তি স্তর দ্বারা গঠিত। পরম শূন্য তাপমাত্রায় (0oK), বেলেন্স ব্যান্ড ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ হয় এবং কোনও ধারা প্রবাহিত হয় না।
পরিবাহী ব্যান্ড হল উচ্চ শক্তি স্তরের ব্যান্ড যেখানে মুক্ত ইলেকট্রন পাওয়া যায়, যারা ঘনীভূত পদার্থের মধ্যে সর্বত্র চলাচল করতে পারে। এই মুক্ত ইলেকট্রনগুলি ধারার প্রবাহের জন্য দায়ী। পরিবাহী ব্যান্ড এবং বেলেন্স ব্যান্ডের মধ্যে শক্তি ফাঁক হল নিষিদ্ধ শক্তি ফাঁক। এই ফাঁক নির্ধারণ করে যে একটি পদার্থ ধাতু, বিচ্ছিন্নকারী, বা অর্ধপরিবাহী কিনা।
নিষিদ্ধ শক্তি ফাঁকের আকার নির্ধারণ করে যে একটি ঘনীভূত পদার্থ ধাতু, বিচ্ছিন্নকারী, বা অর্ধপরিবাহী কিনা। ধাতুগুলির কোনও ফাঁক নেই, বিচ্ছিন্নকারীগুলির একটি বড় ফাঁক আছে, এবং অর্ধপরিবাহীগুলির একটি মধ্যম ফাঁক আছে। 300 K তাপমাত্রায় সিলিকনের নিষিদ্ধ ফাঁক 1.2 eV।
একটি সিলিকন ক্রিস্টালে, কোভ্যালেন্ট বন্ধন পরমাণুগুলিকে একসাথে ধরে রাখে, যার ফলে সিলিকন তাপবৈদ্যুতিক নিরপেক্ষ হয়। যখন একটি ইলেকট্রন তার কোভ্যালেন্ট বন্ধন থেকে বিচ্ছিন্ন হয়, তখন এটি একটি ছিদ্র রেখে যায়। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে আরও বেশি ইলেকট্রন পরিবাহী ব্যান্ডে ঝাঁপিয়ে পড়ে, বেলেন্স ব্যান্ডে আরও ছিদ্র তৈরি করে।
সিলিকনের শক্তি ব্যান্ড ডায়াগ্রাম
সিলিকনের শক্তি ব্যান্ড ডায়াগ্রাম ইলেকট্রনের শক্তি স্তরগুলি দেখায়। অভ্যন্তরীণ সিলিকনে, ফার্মি স্তর শক্তি ফাঁকের মাঝখানে অবস্থিত। দাতা পরমাণু দিয়ে অভ্যন্তরীণ সিলিকনকে ডোপিং করলে এটি n-টাইপ হয়, ফার্মি স্তর পরিবাহী ব্যান্ডের কাছে সরে যায়। গ্রহণকারী পরমাণু দিয়ে ডোপিং করলে এটি p-টাইপ হয়, ফার্মি স্তর বেলেন্স ব্যান্ডের কাছে সরে যায়।
অভ্যন্তরীণ সিলিকনের শক্তি ব্যান্ড ডায়াগ্রাম
বহিরাগত সিলিকনের শক্তি ব্যান্ড ডায়াগ্রাম
