செமிகாண்டக்டர் இயற்பியல் என்பது என்ன?

செமிகான்டக்டர் இயற்பியல் என்றால் என்ன?

செமிகான்டக்டர் இயற்பியலின் வரையறை

செமிகான்டக்டர் இயற்பியல் என்பது கடத்தும் திறன் மற்றும் சூழ்நிலைகளுக்கு இடைப்பட்ட பொருட்களை ஆய்வு செய்யும் ஒரு பிரிவு ஆகும். இது முக்கியமாக சிலிகான் மற்றும் ஜெர்மேனியம் போன்ற உற்பத்திகளை உள்ளடக்கியது.

செமிகான்டக்டர்களின் பண்புகள்

செமிகான்டக்டர்கள் மதிப்பிலான கடத்தும் திறன் மற்றும் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது அவற்றின் எதிர்த்தான குறைக்கும் திறனை கொண்டுள்ளன.

கோவலெண்ட் பிணைப்பு

செமிகான்டக்டர் அணுக்களின் வெளிப்புற இлект்ரான்கள் செமிகான்டக்டர் கிரிஸ்டலில் அணுக்களுக்கு இடையில் பிணைப்பு ஏற்படுத்துவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. அணுக்களுக்கு இடையில் பிணைப்பு ஏற்படுவது என்பது ஒவ்வொரு அணும் தனது வெளிப்புற அலைவுக்கு எட்டு இலக்ட்ரான்களை நிரப்ப விரும்புவதைக் காரணமாக உள்ளது.

ஒவ்வொரு செமிகான்டக்டர் அணும் நான்கு வெளிப்புற இலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் அதன் வெளிப்புற அலைவில் எட்டு இலக்ட்ரான்களை நிரப்ப அண்ணோட்டு அணுக்களிலிருந்து நான்கு இலக்ட்ரான்களை பகிர்ந்து கொள்ளும். இந்த இலக்ட்ரான்களின் பகிர்வு கோவலெண்ட் பிணைப்புகளை உருவாக்குகிறது.

ஒவ்வொரு செமிகான்டக்டர் அணும் கிரிஸ்டலில் நான்கு அண்ணோட்டு அணுக்களுடன் நான்கு கோவலெண்ட் பிணைப்புகளை உருவாக்குகிறது. அதாவது, நான்கு அண்ணோட்டு செமிகான்டக்டர் அணுக்களுடன் ஒவ்வொரு அணும் ஒரு கோவலெண்ட் பிணைப்பை உருவாக்குகிறது. கீழே உள்ள படம் ஜெர்மேனியம் கிரிஸ்டலில் உருவாக்கப்பட்ட கோவலெண்ட் பிணைப்புகளை காட்டுகிறது.

ஜெர்மேனியம் கிரிஸ்டலில், ஒவ்வொரு அணும் தனது இறுதி அலைவில் எட்டு இலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது. ஆனால் ஒரு தனித்த ஜெர்மேனியம் அணுவில் 32 இலக்ட்ரான்கள் உள்ளன. முதல் அலைவில் 2 இலக்ட்ரான்கள், இரண்டாம் அலைவில் 8 இலக்ட்ரான்கள், மூன்றாம் அலைவில் 18 இலக்ட்ரான்கள் மற்றும் நான்காம் அலைவில் 4 இலக்ட்ரான்கள் உள்ளன.

ஆனால் ஜெர்மேனியம் கிரிஸ்டலில், ஒவ்வொரு அணும் தனது வெளிப்புற அலைவில் எட்டு இலக்ட்ரான்களை நிரப்ப நான்கு அண்ணோட்டு அணுக்களிலிருந்து நான்கு வெளிப்புற இலக்ட்ரான்களை பகிர்ந்து கொள்கிறது. இவ்வாறு, கிரிஸ்டலில் உள்ள ஒவ்வொரு அணும் தனது வெளிப்புற அலைவில் எட்டு இலக்ட்ரான்களைக் கொண்டிருக்கும்.

கோவலெண்ட் பிணைப்புகளை உருவாக்குவதால் ஒவ்வொரு வெளிப்புற இலக்ட்ரானும் ஒரு அணுவுடன் தொடர்பு கொண்டிருக்கும், இதனால் ஒரு திறமையான செமிகான்டக்டர் கிரிஸ்டலில் இலக்ட்ரான்கள் இல்லை. இந்த பிணைப்புகளால் அணுக்கள் வரிசையாக அமைந்து செமிகான்டக்டரின் கிரிஸ்டல் அமைப்பை உருவாக்குகின்றன.

உருவம் கோட்பாடு

செமிகான்டக்டர்களில் வெளிப்புற அலைவுகளுக்கும் கடத்தும் அலைவுகளுக்கும் இடையில் ஒரு சிறிய உருவம் உள்ளது, இது உருவம் தாக்கப்பட்டால் இலக்ட்ரான்கள் நகர்ந்து கடத்தும் திறனை வழங்குகிறது.

செமிகான்டக்டர்களின் வகைகள்

• இந்திய செமிகான்டக்டர்

• வெளியிலிருந்து செமிகான்டக்டர்

• N-வகை மற்றும் P-வகை செமிகான்டக்டர்