क्रिस्टलमा ऊर्जा बँडहरू

नील बोह्रको परमाणु संरचना सिद्धान्त अनुसार, सबै परमाणुहरू उनीहरूको केन्द्रीय नाभिकको आसपास विशिष्ट ऊर्जा स्तरहरू पाइन्छन् (यसको लागि "परमाणु ऊर्जा स्तरहरू" शीर्षकको लेखमा थप जानकारी पाइन सकिन्छ)। अब यस मामलामा दुई वा त्यो बढी परमाणुहरू एक अर्काको नजिक राखिन्छ। यस मामलामा, उनीहरूको विशिष्ट ऊर्जा स्तरहरूको संरचना ऊर्जा बँड संरचनामा रूपान्तरित हुन्छ। यानी, विशिष्ट ऊर्जा स्तरहरूको ठाँउमा विशिष्ट ऊर्जा बँडहरू पाइन्छ। यस तरहका क्रिस्टलहरूमा ऊर्जा बँडहरू बन्ने रहेको कारण उनीहरू बीचको आपसी प्रभाव हो जो उनीहरू बीचको विद्युत चुंबकीय शक्ति द्वारा उत्पन्न हुन्छ।
आकृति १ यस तरहका ऊर्जा बँडहरूको एक सामान्य व्यवस्थाको दर्शाउँछ। यहाँ ऊर्जा बँड १ अकेला परमाणुको ऊर्जा स्तर E1 र ऊर्जा बँड २ ले तल E2 र यस्ता रहेको व्यवहार गर्न सकिन्छ।

यो यस्तो भन्ने गर्न बराबर हुन्छ कि अन्तर्क्रियाको परमाणुहरूको नाभिकको नजिक रहेका इलेक्ट्रनहरू ऊर्जा बँड १ बनाउँछन् र उनीहरूको बाहिरी त्रिज्यामा रहेका इलेक्ट्रनहरू उच्च ऊर्जा बँडहरू बनाउँछन्।

वास्तविकतामा, यी बँडहरूको प्रत्येक बहुत सन्निकट ऊर्जा स्तरहरू छन्।

आकृतिले देखाउँदै छ कि यी ऊर्जा बँडहरूमा देखिने ऊर्जा स्तरहरूको संख्या बढी ऊर्जा बँडलाई ध्यान दिने बाट बढ्दै जान्छ यानी तेस्रो ऊर्जा बँड दोश्रो ऊर्जा बँडभन्दा विस्तृत छ जुन दोश्रो ऊर्जा बँड पहिलो ऊर्जा बँडभन्दा विस्तृत देखिन्छ। अर्को, यी बँडहरूको बीचको अंतराललाई निषेधित बँड वा बँड फाटक (आकृति १) भनिन्छ। अगाडि, क्रिस्टलमा उपस्थित सबै इलेक्ट्रनहरू एउटा ऊर्जा बँडमा उपस्थित हुनुपर्छ। यो अर्को अर्थ गर्दछ कि इलेक्ट्रनहरू ऊर्जा बँड फाटक क्षेत्रमा पाइन्छन्।

ऊर्जा बँडहरूका प्रकारहरू

क्रिस्टलमा ऊर्जा बँडहरू विभिन्न प्रकारका हुन सक्छन्। उनीहरूको केही पूर्ण रूपमा रिक्त हुनेछन् जसलाई रिक्त ऊर्जा बँड भनिन्छ र उनीहरूको केही पूर्ण रूपमा भरिएको छन् र यसलाई भरिएको ऊर्जा बँड भनिन्छ। सामान्यतया, भरिएको ऊर्जा बँडहरू निम्न ऊर्जा स्तरहरू हुन्छन् जो परमाणुको नाभिकको नजिक रहेका छन् र यी इलेक्ट्रनहरू निःशुल्क छन्, यानी यी विद्युत चालनको लागि योग्य छैन। यसको अतिरिक्त अर्को सेट ऊर्जा बँडहरू रिक्त र भरिएको ऊर्जा बँडहरूको संयोजन हुन सक्छ जसलाई मिश्रित ऊर्जा बँड भनिन्छ।
तर विद्युत चालन विज्ञानको क्षेत्रमा विशेष रूपले विद्युत चालन तन्त्रलाई रुचाउँछ। यसकारण, यहाँ, दुई ऊर्जा बँडहरू विशेष महत्त्व प्राप्त गर्छन्। यी बँडहरू छन्:

वालेन्स बँड

यो ऊर्जा बँड वालेन्स इलेक्ट्रनहरू (परमाणुको बाहिरी त्रिज्यामा रहेका इलेक्ट्रनहरू) छन् र यो पूर्ण वा आंशिक रूपमा भरिएको हुन सक्छ। सामान्य तापमानमा, यो सबै इलेक्ट्रनहरूको सबैभन्दा उच्च ऊर्जा बँड हो।

चालन बँड

सामान्य तापमानमा इलेक्ट्रनहरूको द्वारा आमूल्य रूपमा रिक्त रहेको ऊर्जा बँडलाई चालन बँड भनिन्छ। यो ऊर्जा बँड परमाणुको नाभिकको आकर्षण शक्तिको बाहिर रहेका इलेक्ट्रनहरू छन्।
सामान्यतया, वालेन्स बँड चालन बँड भन्दा निम्न ऊर्जा बँड हो र यो ऊर्जा बँड आरेखमा (आकृति २) चालन बँडको तल रहेको छ। वालेन्स बँडका इलेक्ट्रनहरू परमाणुको नाभिकको बाहिर रहेका छन् र यी इलेक्ट्रनहरू सामग्रीको उत्तेजना (थर्मल) द्वारा चालन बँडमा छलफल गर्छन्।

ऊर्जा बँडहरूको महत्त्व

यस तथ्य विदित छ कि सामग्रीहरू द्वारा चालन फर्किने इलेक्ट्रनहरू द्वारा गरिन्छ। यो तथ्य ऊर्जा बँड सिद्धान्तको रूपमा "चालन बँडमा उपस्थित इलेक्ट्रनहरूले मात्र चालन तन्त्रमा योगदान गर्छन्" भन्ने रूपमा फेरि बयान गर्न सकिन्छ। यसकारण, एउटा ऊर्जा बँड आरेख देखि यी सामग्रीहरूलाई विभिन्न श्रेणीमा विभाजन गर्न सकिन्छ।
उदाहरणका लागि, यदि ऊर्जा बँड आरेख वालेन्स र चालन बँड (आकृति ३a) बीचको विशेष ओवरलैपिङ देखाउँछ, त्यसको अर्थ यो हुन्छ कि सामग्रीमा बहुत सन्निकट इलेक्ट्रनहरू छन्, जसकारण यसलाई अच्छो चालक भनिन सकिन्छ यानी एक धातु।

अन्य तर्फ, यदि आकृति ३b जस्तो ऊर्जा बँड आरेखमा वालेन्स र चालन बँड बीच एउटा ठूलो फाटक छ, यो अर्थ गर्दछ कि यस सामग्रीलाई भरिएको चालन बँड पाउन बहुत ऊर्जा दिनुपर्छ। केही समय यो कठिन वा बाहेक व्यावहारिक रूपमा असंभव हुन सक्छ। यसले चालन बँडमा इलेक्ट्रनहरूको रिक्तता छोड्छ जसकारण सामग्री चालन गर्न सक्दैन। यसलाई अचालक भनिन्छ।
अब, यदि आकृति ३c जस्तो एउटा सामग्री वालेन्स र चालन बँड बीच एउटा थोरै अंतर देखाउँछ, यस मामलामा थोरै ऊर्जा दिने वालेन्स बँडका इलेक्ट्रनहरूले चालन बँडमा छलफल गर्न सक्छन्। यो अर्थ गर्दछ कि यी सामग्रीहरू सामान्यतया अचालक हुनुहुन्छन्, तर बाहिरै उत्तेजना दिने तिनीहरूलाई चालक बनाउन सकिन्छ। यसलाई अर्धचालक भनिन्छ।

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.