რის არის ნაწილაკური ფიზიკა

რა არის ნახევარმაღალი ფიზიკა?

ნახევარმაღალი ფიზიკის განმარტება

ნახევარმაღალი ფიზიკა განიხილება როგორც მასალების შესწავლა, რომლებიც მქონენ ელექტრულ პროვადორობას შემთხვევით და იზოლატორებს შორის, ძირითადად შედგება ელემენტებით, როგორიცაა სილიკონი და გერმანიუმი.

ნახევარმაღალების მახასიათებლები

ნახევარმაღალები აქვთ საშუალო რეზისტივობა და უარყოფითი ტემპერატურის კოეფიციენტი რეზისტენციაზე, რაც ნიშნავს, რომ მათი რეზისტენცია შემცირდება ტემპერატურის ზრდასთან ერთად.

კოვალენტური შერეულება

ნახევარმაღალი ატომების ვალენტური ელექტრონები თანამშრომლობაში თანამშრომლობაში ერთმანეთთან ნახევარმაღალი კრისტალში თანამშრომლობაში მნიშვნელოვან როლს ითამაშებენ. ატომების შერეულება ხდება იმიტომ, რომ თითოეული ატომი სურს მისი უკანასკნელი შემოსაზღვრის შევსება რვა ელექტრონით.

თითოეულ ნახევარმაღალ ატომს აქვს ოთხი ვალენტური ელექტრონი და შეუძლია გააზრდოს ოთხი ელექტრონი მეზობელი ატომებიდან, რათა შეასრულოს რვა ელექტრონი მის უკანასკნელ შემოსაზღვრაში. ეს ელექტრონების გაზრდა ქმნის კოვალენტურ შერეულებას.

თითოეული ნახევარმაღალი ატომი ქმნის ოთხ კოვალენტურ შერეულებას კრისტალში მეზობელი ოთხი ატომით. ეს ნიშნავს, რომ თითოეული კოვალენტური შერეულება ქმნილია თითოეული მეზობელი ნახევარმაღალი ატომით. ქვემოთ მოცემული სურათი ჩვენის გერმანიუმის კრისტალში ქმნილი კოვალენტური შერეულებები.

გერმანიუმის კრისტალში თითოეულ ატომს აქვს რვა ელექტრონი მის უკანასკნელ ტრაექტორიაზე. მაგრამ ცალკე გერმანიუმის ატომში არის 32 ელექტრონი. პირველი ტრაექტორია შედგება 2 ელექტრონით. მეორე ტრაექტორია შედგება 8 ელექტრონით. მესამე ტრაექტორია შედგება 18 ელექტრონით და დარჩენილი 4 ელექტრონი არის მეოთხე ან უკანასკნელ ტრაექტორიაზე.

მაგრამ გერმანიუმის კრისტალში თითოეულ ატომს აქვს 4 ვალენტური ელექტრონი მეზობელი ატომებიდან, რათა შეასრულოს მისი უკანასკნელი ტრაექტორია რვა ელექტრონით. ამ გზით, თითოეული ატომი კრისტალში იქნება რვა ელექტრონი მის უკანასკნელ ტრაექტორიაზე.

კოვალენტური შერეულებების შექმნა თანამშრომლობს თითოეულ ვალენტურ ელექტრონს ატომთან, რაც არ ტოვებს თავიდან თავისუფალი ელექტრონები იდეალურ ნახევარმაღალი კრისტალში. ატომები მართებულად დალაგებულია ამ შერეულებების გამო, რაც ქმნის ნახევარმაღალი კრისტალის სტრუქტურას.

ენერგიის ზონების თეორია

ნახევარმაღალებს აქვთ პატარა ენერგიის განვლილი ვალენტური და კონდუქტორული ზონებს შორის, რაც შესაძლებელია ელექტრონების მოძრაობა და ელექტროენერგიის შესაძლებლობა როდესაც ენერგია გამოიყენება.

ნახევარმაღალების ტიპები

• ინტრინსიკური ნახევარმაღალი

• ექსტრინსიკური ნახევარმაღალი

• N-ტიპის და P-ტიპის ნახევარმაღალი