PN இணைப்பு என்ன?

பிஎன் இணைப்பு என்றால் என்ன?

பிஎன் இணைப்பின் வரையறை

பிஎன் இணைப்பு என்பது ஒரு தனிச்சிற்களில் p-வகை மற்றும் n-வகை அரைதடியாக்கி பொருள்களின் இடையே உள்ள இணைப்பைக் குறிக்கும்.

பிஎன் இணைப்பை உருவாக்குதல்

இப்போது இந்த பிஎன் இணைப்பு எப்படி உருவாகிறது என்பதை ஆராய்வோம். p-வகை அரைதடியாக்கியில் பல வெளியிடப்பட்ட வெளியிலிருந்த இலக்குகள் மற்றும் n-வகை அரைதடியாக்கியில் பல சுதந்திர இலக்குகள் உள்ளன.

மேலும், p-வகை அரைதடியாக்கியில், பல மூன்று-வாலன்ஸ் பொருள்கள் உள்ளன, மற்றும் தேவையான அளவில், p-வகை அரைதடியாக்கியில் உள்ள ஒவ்வொரு வெளியிடப்பட்ட வெளியிலிருந்த இலக்கும் ஒரு மூன்று-வாலன்ஸ் பொருள் உள்ளது.

இங்கு "உத்தமமான" என்ற சொல்லை நாங்கள் பயன்படுத்துகிறோம், ஏனெனில் நாங்கள் கிரிஸ்டலில் வெப்பம் வழியாக உருவாகும் இலக்குகளும் வெளியிலிருந்த இலக்குகளை விட்டுச்செல்வதை விட்டு விடுகிறோம். ஒரு இலக்கு வெளியிலிருந்த இலக்கை நிரப்பும்போது, அந்த இலக்குடன் இணைக்கப்பட்ட பொருள் ஒரு எதிர்மறை ஆயனமாக மாறும்.

அது இப்போது ஒரு கூடுதல் இலக்கைக் கொண்டுள்ளது. மூன்று-வாலன்ஸ் பொருள்கள் இலக்குகளை ஏற்று எதிர்மறையாக மாறும், அதனால் அந்த பொருள் ஏற்று பொருள் என்று அழைக்கப்படுகிறது. பொருள்கள் கிரிஸ்டலில் சமமான எண்ணிக்கையில் அரைதடியாக்கி பொருள்களை மாற்றுகிறது மற்றும் அவை கிரிஸ்டல் அமைப்பில் அமைகின்றன.

எனவே, பொருள்கள் கிரிஸ்டல் அமைப்பில் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன. இந்த மூன்று-வாலன்ஸ் பொருள்கள் இலக்குகளை ஏற்று எதிர்மறை ஆயனங்களாக மாறும்போது, அந்த ஆயனங்கள் இன்னும் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன. இதே போல, ஒரு அரைதடியாக்கி கிரிஸ்டல் ஐந்து-வாலன்ஸ் பொருளுடன் தீர்க்கப்படும்போது, அந்த பொருளின் ஒவ்வொரு அணும் கிரிஸ்டல் அமைப்பில் அரைதடியாக்கி அணுவை மாற்றுகிறது; எனவே இந்த பொருள்கள் கிரிஸ்டல் அமைப்பில் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன.

கிரிஸ்டல் அமைப்பில் உள்ள ஒவ்வொரு ஐந்து-வாலன்ஸ் பொருள் அணுமும் தனது வெளியிலிருந்த இயற்கையில் ஒரு கூடுதல் இலக்கைக் கொண்டுள்ளது, அது எளிதாக ஒரு சுதந்திர இலக்காக நீக்கமடைய முடியும். அது அந்த இலக்கை நீக்கும்போது, அது ஒரு நேர்மறையான ஆயனமாக மாறும்.

ஐந்து-வாலன்ஸ் பொருள்கள் அரைதடியாக்கி கிரிஸ்டலுக்கு இலக்குகளை ஏற்றுவதால், அவை ஏற்று பொருள்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. நாங்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஏற்று பொருள்கள் மற்றும் ஏற்று பொருள்களை ஆராய்கிறோம், ஏனெனில் அவை பிஎன் இணைப்பை உருவாக்குவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன.

p-வகை அரைதடியாக்கி n-வகை அரைதடியாக்கியுடன் தொடர்பு கொள்வதை வரையறுக்கும்போது, n-வகை அரைதடியாக்கியில் உள்ள சுதந்திர இலக்குகள் பிஎன் இணைப்பின் அருகில் உள்ள இடத்தில் பரவலாக உள்ளதால், பரவலாக உள்ள இடத்திலிருந்து p-வகை அரைதடியாக்கியில் பரவுகின்றன.

n-வகை பிரதேசத்திலிருந்து வரும் சுதந்திர இலக்குகள் p-வகை பிரதேசத்தில் வந்து அங்கு உள்ள வெளியிடப்பட்ட இலக்குகளுடன் இணைக்கப்படுகின்றன. இதனால் எதிர்மறை ஆயனங்கள் உருவாகின்றன.

பிஎன் இணைப்பின் அருகில் p-வகை பிரதேசத்தில் உள்ள ஏற்று பொருள்கள் எதிர்மறை ஆயனங்களாக மாறும்போது, p-வகை பிரதேசத்தில் பிஎன் இணைப்பின் அருகில் ஒரு எதிர்மறை ஆயனங்களின் அடுக்கு உருவாகின்றது.

n-வகை பிரதேசத்தில் உள்ள சுதந்திர இலக்குகள் பிஎன் இணைப்பின் அருகில் உள்ள இடத்தில் பரவுவது முதலில் p-வகை பிரதேசத்தில் பரவுவது போல, n-வகை பிரதேசத்தில் பிஎன் இணைப்பிலிருந்து தொலைவில் உள்ள இடத்தில் பரவுவது போல இருக்கும். இதனால் n-வகை பிரதேசத்தில் பிஎன் இணைப்பின் அருகில் ஒரு நேர்மறை ஆயனங்களின் அடுக்கு உருவாகின்றது.

n-வகை பிரதேசத்தில் போதுமான அளவிலான நேர்மறை ஆயனங்களின் அடுக்கு மற்றும் p-வகை பிரதேசத்தில் போதுமான அளவிலான எதிர்மறை ஆயனங்களின் அடுக்கு உருவாகிய பிறகு, n-வகை பிரதேசத்திலிருந்து p-வகை பிரதேசத்திற்கு இலக்குகளின் பரவல் இருக்காது, ஏனெனில் சுதந்திர இலக்குகளின் முன்னே ஒரு எதிர்மறை சுவர் இருக்கின்றது. இவை இரண்டு ஆயனங்களின் அடுக்குகள் பிஎன் இணைப்பை உருவாக்குகின்றன.

ஏனெனில் ஒரு அடுக்கு எதிர்மறையாக மற்றொன்று நேர்மறையாக மாறும், இணைப்பின் அடுத்து ஒரு விளைகளின் விளைவு உருவாகின்றது, இது விளைகளின் விளைவு சீர்குலை என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த விளைகளின் விளைவு அரைதடியாக்கி பொருள், தீர்க்கும் அளவு மற்றும் வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது.

வெப்பநிலை 25°C இல் ஜெர்மேனியம் அரைதடியாக்கியின் விளைகளின் விளைவு 0.3 வோல்ட், அதே வெப்பநிலையில் சிலிக்கான் அரைதடியாக்கியின் விளைகளின் விளைவு 0.7 வோல்ட் என்று கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளது.

இந்த விளைகளின் விளைவு பிரதேசத்தில் எந்த சுதந்திர இலக்குகளும் அல்லது வெளியிடப்பட்ட இலக்குகளும் இல்லை, ஏனெனில் அந்த பிரதேசத்தில் அனைத்து சுதந்திர இலக்குகளும் வெளியிடப்பட்ட இலக்குகளுடன் இணைக்கப்படுகின்றன. இந்த பிரதேசத்தில் தொடர்புடைய தொகுதிகள் (இலக்குகள் அல்லது வெளியிடப்பட்ட இலக்குகள்) இறங்குவதால், இது தொடர்புடைய தொகுதி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. சுதந்திர இலக்குகள் மற்றும் வெளியிடப்பட்ட இலக்குகளின் பரவல் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலான தொடர்புடைய தொகுதியை உருவாக்கிய பிறகு நிறுத்துகிறது, ஆனால் இந்த தொடர்புடைய தொகுதியின் அளவு மிகச் சிறியது, மைக்ரோமீட்டர் அளவில் இருக்கின்றது.