ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ವಿಜ್ಞಾನವೇನು?
ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ವಿಜ್ಞಾನದ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ
ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ವಿಜ್ಞಾನವು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಲಕಗಳ ಮತ್ತು ಅಚಲಕಗಳ ನಡುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುಗಳ ಅಧ್ಯಯನ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಜಾತಿಯ ಮೂಲಕ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ.
ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ವಸ್ತುಗಳ ಗುಣಗಳು
ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ವಸ್ತುಗಳು ಮಧ್ಯಮ ವಿರೋಧ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನದ ಕಾರಣದಂತೆ ವಿರೋಧ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದು ವಿರೋಧ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.
ಸಹ ಬಂಧನ
ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಅಂತಿಮ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವಿನ ಬಂಧನದಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯ ಭೂಮಿಕೆ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಪ್ರತಿ ಅಣುವು ತನ್ನ ಅಂತಿಮ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಶೆಲ್ನ್ನು ಎಂಟು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ತುಂಬಬೇಕೆಂದು ಒಂದು ದಿಕ್ಕಿನ ಪ್ರವೃತ್ತಿ ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಬಂಧನವು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.
ಪ್ರತಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ಅಣುವು ನಾಲ್ಕು ವಾಲೆನ್ಸ್ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಅಣುಗಳಿಂದ ನಾಲ್ಕು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮಾಡಿ ತನ್ನ ಅಂತಿಮ ಶೆಲ್ನ್ನು ಎಂಟು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ತುಂಬಬಹುದು. ಈ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಸಹ ಬಂಧನಗಳನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ.
ಪ್ರತಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ಅಣುವು ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ನ ನಾಲ್ಕು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಅಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ನಾಲ್ಕು ಸಹ ಬಂಧನಗಳನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ, ನಾಲ್ಕು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಪ್ರತಿ ಅಣುವಿನೊಂದಿಗೆ ಒಂದು ಸಹ ಬಂಧನ ರಚಿಸುತ್ತದೆ. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರವು ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಾಪಿತ ಸಹ ಬಂಧನಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ.
ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಅಣುವು ತನ್ನ ಅಂತಿಮ ಪರಿಭ್ರಮಣದಲ್ಲಿ ಎಂಟು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಒಂದು ಏಕೀಯ ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ 32 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿವೆ. ಮೊದಲ ಪರಿಭ್ರಮಣದಲ್ಲಿ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿವೆ. ಎರಡನೇ ಪರಿಭ್ರಮಣದಲ್ಲಿ 8 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿವೆ. ಮೂರನೇ ಪರಿಭ್ರಮಣದಲ್ಲಿ 18 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿವೆ ಮತ್ತು ಉಳಿದ 4 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ನಾಲ್ಕನೇ ಅಥವಾ ಅಂತಿಮ ಪರಿಭ್ರಮಣದಲ್ಲಿ ಇವೆ.
ಆದರೆ ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಅಣುವು ನಾಲ್ಕು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಅಣುಗಳಿಂದ ನಾಲ್ಕು ವಾಲೆನ್ಸ್ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮಾಡಿ ತನ್ನ ಅಂತಿಮ ಪರಿಭ್ರಮಣದಲ್ಲಿ ಎಂಟು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ತುಂಬುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ನಲ್ಲಿನ ಪ್ರತಿ ಅಣುವು ತನ್ನ ಅಂತಿಮ ಪರಿಭ್ರಮಣದಲ್ಲಿ ಎಂಟು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಸಹ ಬಂಧನಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವುದು ಪ್ರತಿ ವಾಲೆನ್ಸ್ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಒಂದು ಅಣುವಿನ ಸಾಂಪ್ರದಾಯವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಆದರ್ಶ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ನಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಸ್ವತಂತ್ರ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿಲ್ಲ. ಈ ಬಂಧನಗಳ ಕಾರಣದಂತೆ ಅಣುಗಳು ಕ್ರಮಾನುಸಾರವಾಗಿ ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ನ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಘಟನೆಯನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ.
ಶಕ್ತಿ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ
ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ವಾಲೆನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಕಂಡಕ್ಷನ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ಗಳ ನಡುವಿನ ಚಿಕ್ಕ ಶಕ್ತಿ ವಿಚ್ಛೇದವಿದೆ, ಶಕ್ತಿ ನೀಡಿದಾಗ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಚಲಿಸಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ಮಾಡುತ್ತವೆ.
ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ವಸ್ತುಗಳ ವಿಧಗಳು
ಒಳಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ವಸ್ತು
ಬಾಹ್ಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ವಸ್ತು
N- ಟೈಪ್ ಮತ್ತು P- ಟೈಪ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವಹನ ವಸ್ತು
