ಸಿಲಿಕನ್ನ ಶಕ್ತಿ ಬ್ಯಾಂಡ್ಗಳು ಎಂತ ?
ಸಿಲಿಕನ್ ಎಂದರೇನು ಶಕ್ತಿ ಬೆಳೆಗಳು?
ಸಿಲಿಕನ್ ವಿಧಾನ
ಸಿಲಿಕನ್ ಎಂಬುದು ಒಂದು ಅರ್ಧ conducotr ಆಗಿದೆ, ಇದರ ಗುಣಗಳು conductor ಮತ್ತು insulator ನಡುವಿನ ಹೊರಹೊರ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದೆ, ಇದು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾದುದಾಗಿದೆ.
ಸಿಲಿಕನ್ ಎಂಬುದು ಅಧಿಕ ಸ್ವಚ್ಛ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ conductor ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಮತ್ತು insulator ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ವಚ್ಛ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಒಂದು ಅರ್ಧconductor ಆಗಿದೆ. ಈ ವಿಶೇಷ ಲಕ್ಷಣವು ಸಿಲಿಕನ್ ನ್ನು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲು ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕನ್ ಯಾವುದೇ ಎರಡು ರೀತಿಯ ಶಕ್ತಿ ಬೆಳೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ: ಕಂಡಕ್ಷಣ ಬೆಳೆ ಮತ್ತು ವೈಲೆನ್ಸ್ ಬೆಳೆ. ವೈಲೆನ್ಸ್ ಬೆಳೆ ವೈಲೆನ್ಸ್ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟಗಳಿಂದ ರಚಿತವಾಗಿದೆ. ಮುಖ್ಯ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ವೈಲೆನ್ಸ್ ಬೆಳೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿಂದ ಭರ್ತಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ಪ್ರವಾಹ ಸಂಭವಿಸುವುದಿಲ್ಲ.
ಕಂಡಕ್ಷಣ ಬೆಳೆ ಯಾವುದೇ ಉಚ್ಚ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟದ ಬೆಳೆ ಆಗಿದೆ, ಇಲ್ಲಿ ಸ್ವಚ್ಛ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು, ಇವು ಸೋಲಿಡ್ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸಬಹುದಾಗಿದೆ. ಈ ಸ್ವಚ್ಛ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಶಕ್ತಿ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಕಂಡಕ್ಷಣ ಬೆಳೆ ಮತ್ತು ವೈಲೆನ್ಸ್ ಬೆಳೆ ನಡುವಿನ ಶಕ್ತಿ ವಿಚ್ಛೇದವನ್ನು ಫಾರ್ಬಿಡ್ಡನ್ನು ಶಕ್ತಿ ವಿಚ್ಛೇದ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಈ ವಿಚ್ಛೇದವು ಒಂದು ಪದಾರ್ಥವು ಮೆಟಲ್, insulator, ಅಥವಾ ಅರ್ಧconductor ಆಗಿರುವುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ.
ಫಾರ್ಬಿಡ್ಡನ್ನು ಶಕ್ತಿ ವಿಚ್ಛೇದದ ಅಳತೆಯು ಒಂದು ಸೋಲಿಡ್ ಮೆಟಲ್, insulator, ಅಥವಾ ಅರ್ಧconductor ಆಗಿರುವುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಮೆಟಲ್ಗಳು ಯಾವುದೇ ವಿಚ್ಛೇದವಿಲ್ಲ, insulators ದೊಡ್ಡ ವಿಚ್ಛೇದವಿದ್ದು, ಅರ್ಧconductors ಮಧ್ಯಮ ವಿಚ್ಛೇದವಿದ್ದು. ಸಿಲಿಕನ್ 300 K ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ 1.2 eV ಫಾರ್ಬಿಡ್ಡನ್ನು ಶಕ್ತಿ ವಿಚ್ಛೇದ ಹೊಂದಿದೆ.
ಸಿಲಿಕನ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ನಲ್ಲಿ, covalent ಬಂಧಗಳು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಒಡೆಯುತ್ತವೆ, ಇದರಿಂದ ಸಿಲಿಕನ್ ವಿದ್ಯುತ್ ನ್ಯಾಯತನದಲ್ಲಿದೆ. ಯಾವುದೇ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ತನ್ನ covalent ಬಂಧದಿಂದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದಾಗ, ಇದು ಒಂದು ಹೋಲ್ ಉತ್ಪನ್ನಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನವು ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದು ಹೊರಬರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಕಂಡಕ್ಷಣ ಬೆಳೆಗೆ ಹೋಗುತ್ತವೆ, ವೈಲೆನ್ಸ್ ಬೆಳೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಹೋಲ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪನ್ನಪಡಿಸುತ್ತವೆ.
ಸಿಲಿಕನ್ ಶಕ್ತಿ ಬೆಳೆ ಚಿತ್ರ
ಸಿಲಿಕನ್ ಶಕ್ತಿ ಬೆಳೆ ಚಿತ್ರವು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟಗಳನ್ನು ದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ಇಂಟ್ರಿನ್ಸಿಕ್ ಸಿಲಿಕನ್ ನಲ್ಲಿ, ಫೆರ್ಮಿ ಮಟ್ಟ ಶಕ್ತಿ ವಿಚ್ಛೇದದ ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿದೆ. ಇಂಟ್ರಿನ್ಸಿಕ್ ಸಿಲಿಕನ್ ನ್ನು donor ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ಡೋಪಿಂಗ್ ಮಾಡಿದಾಗ n-ಟೈಪ್ ಆಗುತ್ತದೆ, ಫೆರ್ಮಿ ಮಟ್ಟ ಕಂಡಕ್ಷಣ ಬೆಳೆಗೆ ಹತ್ತಿರ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು acceptor ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ಡೋಪಿಂಗ್ ಮಾಡಿದಾಗ p-ಟೈಪ್ ಆಗುತ್ತದೆ, ಫೆರ್ಮಿ ಮಟ್ಟ ವೈಲೆನ್ಸ್ ಬೆಳೆಗೆ ಹತ್ತಿರ ಹೋಗುತ್ತದೆ.
ಇಂಟ್ರಿನ್ಸಿಕ್ ಸಿಲಿಕನ್ ಶಕ್ತಿ ಬೆಳೆ ಚಿತ್ರ
ಎಕ್ಸ್ಟ್ರಿನ್ಸಿಕ್ ಸಿಲಿಕನ್ ಶಕ್ತಿ ಬೆಳೆ ಚಿತ್ರ
