છિદ્ર ઇલેક્ટ્રોન શું છે? એનર્જી ઝોન

છિદ્ર
પ્રતીક:	h(અંગ્રેજી છિદ્ર)
જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન હિલીયમ પરમાણુ છોડી દે છે, ત્યારે તેની જગ્યાએ એક છિદ્ર રહે છે. આ કિસ્સામાં, અણુ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે.
સંયોજન:	ક્વાસિપાર્ટિકલ
વર્ગીકરણ:	પ્રકાશ છિદ્રો, ભારે છિદ્રો
કોના નામ પર અને/અથવા શું:	ઇલેક્ટ્રોનનો અભાવ
ક્વોન્ટમ0 સંખ્યાઓ:
ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ:	+1
સ્પિન:	વેલેન્સ બેન્ડમાં ઇલેક્ટ્રોનના સ્પિન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે ħ

GOST 22622-77 અનુસાર વ્યાખ્યા: “ખાલી વેલેન્સ બોન્ડ, જે પોતાને તરીકે પ્રગટ કરે છે હકારાત્મક ચાર્જ, આંકડાકીય રીતે ચાર્જ સમાનઇલેક્ટ્રોન."

છિદ્રોના વહનને નીચેની સાદ્રશ્યનો ઉપયોગ કરીને સમજાવી શકાય છે: ઓડિટોરિયમમાં સંખ્યાબંધ લોકો બેઠા છે જ્યાં કોઈ ફાજલ ખુરશીઓ નથી. જો પંક્તિની વચ્ચેથી કોઈ છોડવા માંગે છે, તો તે ખુરશીની પાછળની બાજુએ ખાલી પંક્તિમાં ચઢી જાય છે અને નીકળી જાય છે. અહીં ખાલી પંક્તિ એ વહન બેન્ડનું એનાલોગ છે, અને વિદાય લેનાર વ્યક્તિની તુલના મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન સાથે કરી શકાય છે. ચાલો કલ્પના કરીએ કે કોઈ બીજું આવે છે અને બેસવા માંગે છે. ખાલી પંક્તિમાંથી જોવું મુશ્કેલ છે, તેથી તે ત્યાં બેસતો નથી. તેના બદલે, ખાલી ખુરશીની નજીક બેઠેલી વ્યક્તિ તેની પાસે જાય છે, અને તેના બધા પડોશીઓ તેની પાછળ આનું પુનરાવર્તન કરે છે. આમ, ખાલી જગ્યાજાણે પંક્તિની ધાર પર જઈ રહ્યા હોય. જ્યારે આ સ્થાન નવા દર્શકની નજીક હોય, ત્યારે તે બેસી શકે છે.

આ પ્રક્રિયામાં, દરેક બેઠેલી વ્યક્તિ પંક્તિ સાથે આગળ વધે છે. જો દર્શકો પાસે નકારાત્મક ચાર્જ હોય, તો આવી ગતિ વિદ્યુત વહન હશે. જો, વધુમાં, ખુરશીઓ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરવામાં આવે છે, તો જ ખાલી જગ્યા. આ સરળ મોડેલ, છિદ્ર વહન કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે દર્શાવે છે. જો કે, વાસ્તવમાં, સ્ફટિક જાળીના ગુણધર્મોને લીધે, ઉપર વર્ણવ્યા મુજબ, છિદ્ર ચોક્કસ જગ્યાએ સ્થિત નથી, પરંતુ તે સેંકડો એકમ કોષોને માપતા વિસ્તારમાં ફેલાયેલું છે.

સ્વીકારનાર અશુદ્ધિઓ સાથે ડોપિંગ સ્ફટિકોનો ઉપયોગ સેમિકન્ડક્ટર્સમાં છિદ્રો બનાવવા માટે થાય છે. વધુમાં, છિદ્રો પણ પરિણામે થઈ શકે છે બાહ્ય પ્રભાવો: વેલેન્સ બેન્ડથી વહન બેન્ડ સુધી ઇલેક્ટ્રોનનું થર્મલ ઉત્તેજના, પ્રકાશ સાથે રોશની અથવા આયનાઇઝિંગ રેડિયેશન સાથે ઇરેડિયેશન.

કિસ્સામાં કુલોમ્બ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાવહન બેન્ડમાંથી ઇલેક્ટ્રોન સાથે છિદ્રો રચાય છે બંધાયેલ રાજ્ય, એક એક્સિટન કહેવાય છે.

ભારે છિદ્રો- ક્રિસ્ટલના વેલેન્સ બેન્ડના ઊર્જા વર્ણપટની શાખાઓમાંની એકનું નામ.

ક્વોન્ટમ રસાયણશાસ્ત્રમાં છિદ્રો

હોલ શબ્દનો ઉપયોગ કોમ્પ્યુટેશનલ કેમિસ્ટ્રીમાં પણ થાય છે, જ્યાં પરમાણુની ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટને શૂન્યાવકાશ સ્થિતિ તરીકે અર્થઘટન કરવામાં આવે છે - આ સ્થિતિમાં કોઈ ઈલેક્ટ્રોન નથી. આવી યોજનામાં, સામાન્ય રીતે ભરેલી સ્થિતિમાં ઇલેક્ટ્રોનની ગેરહાજરીને છિદ્ર કહેવામાં આવે છે અને તેને કણ તરીકે ગણવામાં આવે છે. અને સામાન્ય રીતે ખાલી જગ્યામાં ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને ઇલેક્ટ્રોન કહેવામાં આવે છે.

સૌથી નોંધપાત્ર અને ઉત્તેજક શોધોમાંની એક તાજેતરના વર્ષોભૌતિકશાસ્ત્રની અરજી હતી નક્કરટ્રાન્ઝિસ્ટર જેવા સંખ્યાબંધ વિદ્યુત ઉપકરણોના તકનીકી વિકાસ માટે. સેમિકન્ડક્ટરનો અભ્યાસ તેમની શોધ તરફ દોરી ગયો ફાયદાકારક ગુણધર્મોઅને ઘણાને વ્યવહારુ કાર્યક્રમો. આ ક્ષેત્રમાં, બધું એટલી ઝડપથી બદલાઈ રહ્યું છે કે આજે તમને જે કહેવામાં આવે છે તે એક વર્ષમાં ખોટું અથવા, કોઈ પણ સંજોગોમાં, અપૂર્ણ હોઈ શકે છે. અને તે એકદમ સ્પષ્ટ છે કે, આવા પદાર્થોનો વધુ વિગતવાર અભ્યાસ કર્યા પછી, આપણે આખરે ઘણી વધુ આશ્ચર્યજનક વસ્તુઓ પૂર્ણ કરી શકીશું. નીચેના પ્રકરણોને સમજવા માટે તમારે આ પ્રકરણની સામગ્રીની જરૂર પડશે નહીં, પરંતુ તમે એ જોવા માગો છો કે તમે જે શીખ્યા છો તેમાંથી ઓછામાં ઓછું અમુક હજુ પણ અમુક રીતે સંબંધિત છે.

ત્યાં ઘણા બધા સેમિકન્ડક્ટર્સ જાણીતા છે, પરંતુ અમે અમારી જાતને તે સુધી મર્યાદિત કરીશું જેનો ઉપયોગ આજે ટેક્નોલોજીમાં સૌથી વધુ થાય છે. વધુમાં, તેઓ અન્ય લોકો કરતાં વધુ સારી રીતે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યા છે, જેથી તેમને સમજ્યા પછી, અમે, અમુક અંશે, બીજા ઘણાને સમજીશું. હાલમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા સેમિકન્ડક્ટર પદાર્થો સિલિકોન અને જર્મેનિયમ છે. આ તત્વો હીરા-પ્રકારની જાળીમાં સ્ફટિકીકરણ કરે છે, એક ઘન માળખું જેમાં અણુઓ તેમના નજીકના પડોશીઓ સાથે ચાર ગણા (ટેટ્રાહેડ્રલ) બોન્ડ ધરાવે છે. ખૂબ જ નીચા તાપમાન(બંધ સંપૂર્ણ શૂન્ય) તેઓ ઇન્સ્યુલેટર છે, જો કે તેઓ ઓરડાના તાપમાને ઓછી વીજળીનું સંચાલન કરે છે. આ ધાતુઓ નથી; તેઓ કહેવામાં આવે છે સેમિકન્ડક્ટર

જો આપણે કોઈક રીતે નીચા તાપમાને સિલિકોન અથવા જર્મેનિયમ ક્રિસ્ટલમાં વધારાના ઇલેક્ટ્રોન દાખલ કરીએ, તો પછી શું વર્ણવેલ છે અગાઉનો પ્રકરણ. આવા ઇલેક્ટ્રોન સ્ફટિકની આસપાસ ભટકવાનું શરૂ કરશે, જ્યાં એક અણુ ઊભું છે તે જગ્યાએથી કૂદકો મારશે જ્યાં બીજો ઊભો છે. અમે માત્ર લંબચોરસ જાળીમાં અણુની વર્તણૂક ધ્યાનમાં લીધી છે, અને સિલિકોન અથવા જર્મેનિયમની વાસ્તવિક જાળી માટે સમીકરણો અલગ હશે. પરંતુ લંબચોરસ જાળી માટેના પરિણામોથી આવશ્યક બધું સ્પષ્ટ થઈ શકે છે.

જેમ આપણે પ્રકરણમાં જોયું. 11, આ ઈલેક્ટ્રોનની ઉર્જા માત્ર મૂલ્યોની ચોક્કસ શ્રેણીમાં હોઈ શકે છે, જેને કહેવાય છે વહન ઝોન.આ ઝોનમાં, ઊર્જા સંભાવના કંપનવિસ્તારના તરંગ નંબર k સાથે સંબંધિત છે સાથે[સે.મી. (11.24)] સૂત્ર દ્વારા

અલગ એદિશાઓમાં કૂદકાના કંપનવિસ્તાર છે x, yઅને z, એ a, b, c -આ દિશાઓમાં જાળી સ્થિરાંકો (ગાંઠો વચ્ચેના અંતરાલ) છે.

ઝોનના તળિયે નજીકની ઊર્જા માટે, સૂત્ર (12.1) આશરે નીચે પ્રમાણે લખી શકાય છે:

(પ્રકરણ 11, § 4 જુઓ).

જો આપણે અમુક ચોક્કસ દિશામાં ઈલેક્ટ્રોનની હિલચાલમાં રસ ધરાવીએ, જેથી ઘટકો k નો ગુણોત્તર હંમેશા સમાન રહે, તો ઊર્જા ચતુર્ભુજ કાર્યતરંગ સંખ્યા અને તેથી, ઇલેક્ટ્રોન મોમેન્ટમ. તમે લખી શકો છો

જ્યાં α અમુક સ્થિર છે, અને અવલંબનનો આલેખ દોરો ઇથી k(ફિગ. 12.1). અમે આવા આલેખને "ઊર્જા ડાયાગ્રામ" કહીશું. ઊર્જા અને ગતિની ચોક્કસ સ્થિતિમાં ઇલેક્ટ્રોનને આવા ગ્રાફ પર બિંદુ દ્વારા રજૂ કરી શકાય છે (એસ આકૃતિમાં).

અમે પહેલાથી જ પ્રકરણમાં ઉલ્લેખ કર્યો છે. 11 કે જો આપણે કરીશું તો આવી જ સ્થિતિ ઊભી થશે અમે તેને દૂર કરીશુંતટસ્થ ઇન્સ્યુલેટરમાંથી ઇલેક્ટ્રોન. પછી પડોશી અણુમાંથી ઇલેક્ટ્રોન આ સ્થાન પર કૂદી શકે છે. તે "છિદ્ર" ભરશે, અને તે જ્યાં ઊભો હતો ત્યાં એક નવું "છિદ્ર" છોડશે. આપણે આ વર્તણૂકનું વર્ણન શું છે તેનું કંપનવિસ્તાર સ્પષ્ટ કરીને કરી શકીએ છીએ છિદ્રઆ ચોક્કસ અણુ નજીક હશે, અને કહે છે કે છિદ્રઅણુથી અણુ પર કૂદી શકે છે. (અને તે સ્પષ્ટ છે કે કંપનવિસ્તાર એકે છિદ્ર અણુ ઉપર કૂદી જાય છે એઅણુ માટે bઅણુમાંથી તે ઇલેક્ટ્રોનના કંપનવિસ્તાર બરાબર છે bઅણુમાંથી છિદ્રમાં કૂદી પડે છે એ.)

માટે ગણિત છિદ્રોવધારાના ઇલેક્ટ્રોન માટે સમાન છે, અને અમે ફરીથી શોધીએ છીએ કે છિદ્રની ઊર્જા તેના તરંગ સંખ્યા સાથે સમીકરણ દ્વારા સંબંધિત છે જે (12.1) અને (12.2) સાથે બરાબર એકરુપ છે, પરંતુ, અલબત્ત, અન્ય સાથે સંખ્યાત્મક મૂલ્યોકંપનવિસ્તાર આહ એક્સ,એ વાય અને એ ઝેડ.છિદ્રમાં તેની સંભાવનાના કંપનવિસ્તારના તરંગસંખ્યા સાથે ઊર્જા પણ સંકળાયેલી હોય છે. તેની ઉર્જા ચોક્કસ મર્યાદિત ઝોનમાં રહે છે અને, ઝોનના તળિયે, તરંગની સંખ્યા (અથવા વેગ) સાથે ચતુર્થાંશ રીતે ફિગમાં જે રીતે બદલાય છે. 12.1. પ્રકરણમાં અમારા તર્કનું પુનરાવર્તન. 11, §3, અમે તે શોધીશું છિદ્ર પણ શાસ્ત્રીય કણની જેમ વર્તે છેચોક્કસ અસરકારક સમૂહ સાથે, માત્ર એટલો જ તફાવત છે કે નોન-ક્યુબિક સ્ફટિકોમાં સમૂહ ચળવળની દિશા પર આધારિત છે. તેથી, છિદ્ર જેવું લાગે છે એક કણ મૂકોશરીર ચાર્જ,ક્રિસ્ટલ દ્વારા ખસેડવું. છિદ્ર કણનો ચાર્જ હકારાત્મક છે કારણ કે તે એવી જગ્યાએ કેન્દ્રિત છે જ્યાં કોઈ ઇલેક્ટ્રોન નથી; અને જ્યારે તે કોઈ દિશામાં આગળ વધે છે, ત્યારે તે ખરેખર અંદર હોય છે વિપરીત બાજુઇલેક્ટ્રોન આગળ વધી રહ્યા છે.

જો તટસ્થ સ્ફટિકમાં ઘણા ઇલેક્ટ્રોન મૂકવામાં આવે છે, તો તેમની હિલચાલ ઓછા દબાણ હેઠળ ગેસમાં અણુઓની હિલચાલ જેવી જ હશે. જો તેમાંના ઘણા બધા ન હોય, તો તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને અવગણવામાં આવી શકે છે. જો તમે પછી ક્રિસ્ટલ પર ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ લાગુ કરો છો, તો ઇલેક્ટ્રોન ખસેડવાનું શરૂ કરશે અને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ વહેશે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, તેઓ ક્રિસ્ટલની ધાર પર સમાપ્ત થવું જોઈએ અને, જો ત્યાં મેટલ ઇલેક્ટ્રોડ હોય, તો ક્રિસ્ટલને તટસ્થ છોડીને તેની તરફ જાઓ.

તે જ રીતે, સ્ફટિકમાં ઘણા છિદ્રો દાખલ કરી શકાય છે. તેઓ આકસ્મિક રીતે આસપાસ ભટકવાનું શરૂ કરશે. જો ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ લાગુ કરવામાં આવે છે, તો તે નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ તરફ વહેશે અને પછી તેમાંથી "દૂર" કરી શકાય છે, જે ત્યારે થાય છે જ્યારે તેઓ મેટલ ઇલેક્ટ્રોડમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા તટસ્થ થાય છે.

ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો એક જ સમયે ક્રિસ્ટલમાં દેખાઈ શકે છે. જો તેમાંના ઘણા બધા નથી, તો પછી તેઓ સ્વતંત્ર રીતે ભટકશે. ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં, તે બધા કુલ વર્તમાનમાં ફાળો આપશે. દ્વારા સ્પષ્ટ કારણઇલેક્ટ્રોન કહેવાય છે નકારાત્મક વાહકો,અને છિદ્રો - હકારાત્મક વાહકો.

અત્યાર સુધી, અમે માનતા હતા કે ઇલેક્ટ્રોન બહારથી સ્ફટિકમાં દાખલ કરવામાં આવ્યા હતા અથવા (એક છિદ્ર બનાવવા માટે) તેમાંથી દૂર કરવામાં આવ્યા હતા. પરંતુ તમે તટસ્થ અણુમાંથી બંધાયેલા ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરીને અને તેને અમુક અંતરે સમાન સ્ફટિકમાં મૂકીને ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડી "બનાવી" શકો છો. પછી આપણને મફત ઇલેક્ટ્રોન મળે છે અને મફત છિદ્ર, અને તેમની હિલચાલ અમે વર્ણવ્યા પ્રમાણે હશે.

રાજ્યમાં ઇલેક્ટ્રોન મૂકવા માટે જરૂરી ઊર્જા એસ (અમે કહીએ છીએ: રાજ્ય "બનાવવા" માટે એસ), ઊર્જા છે ઇ¯,આકૃતિ 12.2 માં બતાવેલ છે. આ કેટલીક ઉર્જા છે જે ઓળંગી જાય છે E¯ મિનિટ.અમુક સ્થિતિમાં છિદ્ર "બનાવવા" માટે જરૂરી ઊર્જા એસ′, ઊર્જા છે E+(ફિગ. 12.3), જે કરતાં અમુક અપૂર્ણાંક વધારે છે ઇ(=E + મિનિટ).

અને રાજ્યોમાં યુગલ બનાવવા માટે એસ અને એસ′, તમારે ફક્ત ઊર્જાની જરૂર છે ઇ¯+ E+.

જોડીની રચના, જેમ કે આપણે પછી જોઈશું, ખૂબ જ સામાન્ય પ્રક્રિયા છે, અને ઘણા લોકો અંજીર મૂકવાનું પસંદ કરે છે. ડ્રોઇંગ દીઠ 12.2 અને 12.3, અને ઊર્જા છિદ્રોમુલતવી રાખવું નીચેજોકે, અલબત્ત, આ ઊર્જા હકારાત્મકઅંજીરમાં. આકૃતિ 12.4 માં આપણે આ બે આલેખ ભેગા કર્યા છે. આવા ગ્રાફનો ફાયદો એ છે કે જોડીની ઊર્જા E = ઇ¯+ E+, જોડી બનાવવા માટે જરૂરી છે (ઇલેક્ટ્રોન ઇન એસ અને છિદ્રો એસ′ ), વચ્ચેના ઊભી અંતર દ્વારા સરળ રીતે આપવામાં આવે છે એસ અને એસ′ , ફિગ માં બતાવ્યા પ્રમાણે. 12.4. જોડી બનાવવા માટે જરૂરી સૌથી નાની ઉર્જાને ઉર્જા પહોળાઈ અથવા ગેપ પહોળાઈ કહેવામાં આવે છે અને તેની બરાબર છે.

કેટલીકવાર તમે એક સરળ રેખાકૃતિ પર આવી શકો છો. તે એવા લોકો દ્વારા દોરવામાં આવે છે જેમને ચલમાં રસ નથી k,તેને ડાયાગ્રામ કહે છે ઊર્જા સ્તરો. આ રેખાકૃતિ (આકૃતિ 12.5 માં બતાવેલ છે) સરળ રીતે ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રોની અનુમતિપાત્ર ઊર્જા દર્શાવે છે.

ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડી કેવી રીતે બનાવવામાં આવે છે? ત્યાં અનેક માર્ગો છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રકાશ ફોટોન(અથવા એક્સ-રે) શોષી શકાય છે અને જો ફોટોન ઊર્જા ઊર્જાની પહોળાઈ કરતાં વધુ હોય તો જોડી બનાવી શકે છે. જોડીની રચનાનો દર પ્રકાશની તીવ્રતાના પ્રમાણસર છે. જો તમે ક્રિસ્ટલના છેડા સુધી બે ઇલેક્ટ્રોડ દબાવો અને "બાયસ" વોલ્ટેજ લાગુ કરો, તો ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો ઇલેક્ટ્રોડ્સ તરફ આકર્ષિત થશે. સર્કિટમાં વર્તમાન પ્રકાશની તીવ્રતાના પ્રમાણસર હશે. આ મિકેનિઝમ ફોટોકોન્ડક્ટિવિટીની ઘટના માટે અને ફોટોસેલ્સના સંચાલન માટે જવાબદાર છે. ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડી પણ કણો દ્વારા રચી શકાય છે ઉચ્ચ ઊર્જા. જ્યારે ઝડપી ગતિશીલ ચાર્જ થયેલ કણ (ઉદાહરણ તરીકે, દસ અથવા સેંકડો ઊર્જા સાથે પ્રોટોન અથવા પીઓન) મેવ)સ્ફટિકમાંથી ઉડે છે, તેનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રોનને તેમની બાઉન્ડ સ્ટેટ્સમાંથી ફાડી શકે છે, ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડી બનાવે છે. ટ્રેસના દરેક મિલીમીટર પર સેંકડો અને હજારો સમાન ઘટનાઓ જોવા મળે છે. કણ પસાર થયા પછી, વાહકો એકત્રિત કરી શકાય છે અને તેના કારણે કારણ બને છે વિદ્યુત આવેગ. સેમિકન્ડક્ટર કાઉન્ટર્સમાં શું ચલાવવામાં આવે છે તેની પદ્ધતિ અહીં છે, માં તાજેતરમાંપર પ્રયોગોમાં વપરાય છે પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્ર. આવા કાઉન્ટર્સ માટે, સેમિકન્ડક્ટર્સની જરૂર નથી, તેઓ સ્ફટિકીય ઇન્સ્યુલેટરમાંથી બનાવી શકાય છે. વાસ્તવમાં આવું બન્યું છે: આમાંના પ્રથમ કાઉન્ટર્સ હીરાથી બનેલા હતા, જે ઓરડાના તાપમાને ઇન્સ્યુલેટર છે. પરંતુ જો આપણે ઇચ્છતા હોઈએ કે ઈલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો કેપ્ચર થવાના ડર વિના ઈલેક્ટ્રોડ્સ સુધી પહોંચી શકે, તો આ માટે સિલિકોન અને જર્મેનિયમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, કારણ કે વાજબી કદના આ સેમિકન્ડક્ટરના નમૂનાઓ (સેન્ટીમીટરના ક્રમમાં) મહાન શુદ્ધતા મેળવી શકાય છે.

અત્યાર સુધી આપણે નિરપેક્ષ શૂન્યની આસપાસના તાપમાને સેમિકન્ડક્ટર ક્રિસ્ટલના ગુણધર્મોને જ સ્પર્શ કર્યો છે. કોઈપણ બિન-શૂન્ય તાપમાને, ઇલેક્ટ્રોન-હોલ જોડી બનાવવા માટે બીજી પદ્ધતિ છે. યુગલને ઉર્જા પ્રદાન કરી શકે છે થર્મલ ઊર્જાસ્ફટિક સ્ફટિકના થર્મલ સ્પંદનો તેમની ઊર્જા જોડીમાં સ્થાનાંતરિત કરી શકે છે, જે જોડીના "સ્વયંસ્ફુરિત" જન્મનું કારણ બને છે.

એનર્જી ગેપ E ગેપ સુધી પહોંચતી ઉર્જા એક પરમાણુના સ્થાન પર કેન્દ્રિત થવાની સંભાવના (એકમ સમય દીઠ) EXP (—E ગેપ)ના પ્રમાણસર છે /xT),જ્યાં ટીતાપમાન છે, અને x એ બોલ્ટ્ઝમેનનું સ્થિરાંક છે [જુઓ ચિ. 40 (અંક 4)]. નિરપેક્ષ શૂન્યની નજીક, આ સંભાવના થોડી નોંધનીય છે, પરંતુ જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ, આવા જોડીઓની રચનાની સંભાવના વધે છે. કોઈપણ મર્યાદિત તાપમાને વરાળની રચના અંત વિના ચાલુ રહેવી જોઈએ, સાથે તમામ સમય આપવો સતત ગતિવધુ અને વધુ હકારાત્મક અને નકારાત્મક વાહકો. અલબત્ત, આ વાસ્તવમાં બનશે નહીં, કારણ કે એક ક્ષણ પછી ઇલેક્ટ્રોન આકસ્મિક રીતે ફરીથી છિદ્રોને મળશે, ઇલેક્ટ્રોન છિદ્રમાં વળશે, અને પ્રકાશિત ઊર્જા જાળીમાં જશે. અમે કહીશું કે ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્ર "નાશ" છે. ત્યાં ચોક્કસ સંભાવના છે કે છિદ્ર એક ઇલેક્ટ્રોનને મળશે અને તે બંને એકબીજાનો નાશ કરશે.

જો એકમ વોલ્યુમ દીઠ ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા છે એન.એન (એનઅર્થ થાય છે નેગેટિવ, અથવા નેગેટિવ, કેરિયર્સ), અને સકારાત્મક (પોઝિટિવ) કેરિયર્સની ઘનતા એન પી,પછી એક ઈલેક્ટ્રોન અને છિદ્ર એકમ સમય દીઠ એકબીજાને મળવા અને નાશ પામવાની સંભાવના ઉત્પાદનના પ્રમાણસર છે એન એન એનપી. સંતુલન સમયે, આ દર જે દરે જોડી રચાય છે તે દર જેટલો હોવો જોઈએ. તેથી, સંતુલન પર ઉત્પાદન એનnએનપી અમુક સ્થિરાંક અને બોલ્ટ્ઝમેન અવયવના ગુણાંક સમાન હોવું જોઈએ

જ્યારે આપણે સતત વિશે વાત કરીએ છીએ, ત્યારે અમારો અર્થ તેની અંદાજિત સ્થિરતા છે. વધુ સંપૂર્ણ સિદ્ધાંત, જે ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો એકબીજાને કેવી રીતે "શોધે છે" તેની વિવિધ વિગતોને ધ્યાનમાં લે છે, તે સૂચવે છે કે "સતત" તાપમાન પર પણ થોડો આધાર રાખે છે; પરંતુ તાપમાન પરની મુખ્ય અવલંબન હજુ પણ ઘાતાંકીય છે.

ઉદાહરણ તરીકે લઈએ શુદ્ધ પદાર્થ, જે મૂળરૂપે તટસ્થ હતું. મર્યાદિત તાપમાને આપણે હકારાત્મક અને નકારાત્મક વાહકોની સંખ્યા સમાન હોવાની અપેક્ષા રાખી શકીએ છીએ, એન.એન = એન આર.આનો અર્થ એ છે કે આમાંની દરેક સંખ્યા તાપમાન સાથે બદલવી જોઈએ e - ઇ સ્લોટ / 2xT.સેમિકન્ડક્ટરના ઘણા ગુણધર્મોમાં ફેરફાર (ઉદાહરણ તરીકે, તેની વાહકતા) મુખ્યત્વે ઘાતાંકીય પરિબળ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, કારણ કે અન્ય તમામ પરિબળો તાપમાન પર ખૂબ ઓછા આધાર રાખે છે. જર્મેનિયમ માટે ગેપ પહોળાઈ આશરે 0.72 છે ev,અને સિલિકોન 1.1 માટે ev

ઓરડાના તાપમાને xTલગભગ 1/4o છે evઆ તાપમાનમાં નોંધનીય વાહકતા પ્રદાન કરવા માટે પહેલાથી જ પૂરતા છિદ્રો અને ઇલેક્ટ્રોન છે, જ્યારે કહો કે, 30°K (રૂમના તાપમાનનો દસમો ભાગ) વહન શોધી શકાતું નથી. હીરાની સ્લોટ પહોળાઈ 6-7 છે ev,તેથી, ઓરડાના તાપમાને, હીરા એક સારો ઇન્સ્યુલેટર છે.

ઘણામાં શૈક્ષણિક સંસ્થાઓઅને ઑફિસોમાં, ચુંબકીય માર્કર બોર્ડ 90 120 જેવા કામ માટે આવા અનુકૂળ સાધન સાથે આવવું અસામાન્ય નથી. વર્ગો, તાલીમ અને પ્રસ્તુતિઓનું સંચાલન કરવા માટે આ ખરેખર અનિવાર્ય સહાયક છે. આવા બોર્ડ તમને ભૌતિકશાસ્ત્રમાં લાંબા સૂત્રને સ્પષ્ટ રીતે દર્શાવવા અથવા ગ્રાફ અથવા ડાયાગ્રામ બનાવવાની મંજૂરી આપશે.

વેલેન્સ બેન્ડમાં ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટનાનું વર્ણન કરવા માટે જે સંપૂર્ણપણે ઇલેક્ટ્રોનથી ભરેલું નથી. IN ઇલેક્ટ્રોનિક સ્પેક્ટ્રમવેલેન્સ બેન્ડમાં, અસરકારક સમૂહ અને ઊર્જાની સ્થિતિ (પ્રકાશ અને ભારે છિદ્રોના ઝોન, સ્પિન-ઓર્બિટ વિભાજિત છિદ્રોનો ઝોન) માં ભિન્નતા, ઘણીવાર ઘણા ઝોન દેખાય છે.

સ્વીકારનાર અશુદ્ધિઓ સાથે ડોપિંગ સ્ફટિકોનો ઉપયોગ સેમિકન્ડક્ટર્સમાં છિદ્રો બનાવવા માટે થાય છે. વધુમાં, બાહ્ય પ્રભાવોના પરિણામે છિદ્રો પણ દેખાઈ શકે છે: વેલેન્સ બેન્ડથી વહન બેન્ડ સુધી ઇલેક્ટ્રોનનું થર્મલ ઉત્તેજના, પ્રકાશ સાથે રોશની.

વહન બેન્ડમાંથી ઇલેક્ટ્રોન સાથેના છિદ્રની કુલોમ્બ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના કિસ્સામાં, એક બાઉન્ડ સ્ટેટ બને છે જેને એક્સિટન કહેવાય છે.

વિકિમીડિયા ફાઉન્ડેશન.

2010.

અન્ય શબ્દકોશોમાં "હોલ (ચાર્જ કેરિયર)" શું છે તે જુઓ: ચાર્જ કેરિયર્સસામાન્ય નામ મોબાઇલ કણો અથવા ક્વાસિપાર્ટિકલ્સ કે જે વહન કરે છેઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ અને પ્રવાહ સુનિશ્ચિત કરવામાં સક્ષમ છેવિદ્યુત પ્રવાહ

. મોબાઇલ કણોના ઉદાહરણો ઇલેક્ટ્રોન અને આયનો છે. ચાર્જ કેરિયર ક્વાસિપાર્ટિકલનું ઉદાહરણ... ... વિકિપીડિયા ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, એક ક્વોન્ટમ સ્થિતિ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા કબજે કરવામાં આવતી નથી. માં હોલ શબ્દનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છેબેન્ડ સિદ્ધાંત મંજૂર ભરેલા ઝોનમાં ખાલી સ્થિતિ તરીકે નક્કર શરીર. છિદ્ર એ સેમિકન્ડક્ટરમાં હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ચાર્જ કેરિયર છે...

મોટા જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ અને; pl જીનસ રોક, તારીખ rkam; અને 1. = છિદ્ર (1 2 અંકો). દિવાલોમાં છિદ્રો. પાછળના દાંતમાં છિદ્ર સુધારવું. સ્ટોકિંગ પર મોટી સંખ્યા છે 2. કંઈક જોડવા માટે છિદ્ર દ્વારા A. પટ્ટામાં છિદ્રો. સ્ક્રુ માટે ડી. ડ્રિલ કરો, એક છિદ્ર કરો. 3. અનલૉક કરો બુલેટ વિશે...

જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

આ શબ્દના અન્ય અર્થો છે, જુઓ હોલ (અર્થો). અનુવાદની ગુણવત્તા તપાસવી અને લેખને વિકિપીડિયાના શૈલીયુક્ત નિયમોનું પાલન કરવું જરૂરી છે. તમે મદદ કરી શકો છો... વિકિપીડિયા GOST 22622-77: સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી. મૂળભૂત ઇલેક્ટ્રોફિઝિકલ પરિમાણોની શરતો અને વ્યાખ્યાઓ પ્રમાણભૂત અને તકનીકી દસ્તાવેજીકરણની શરતોની શબ્દકોશ-સંદર્ભ પુસ્તક

va માં, વિદ્યુત શક્તિમાં વધારો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. વધતા તાપમાન સાથે વાહકતા. જોકે P. ને ઘણીવાર ud સાથે va તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રિક વાહકતા a, ધાતુઓ (s! 106 104 Ohm 1 cm 1) અને સારા ડાઇલેક્ટ્રિક્સ (s! 10 ...) માટે તેના મૂલ્યો વચ્ચે મધ્યવર્તી રાસાયણિક જ્ઞાનકોશ

અશુદ્ધિઓની ઉચ્ચ સાંદ્રતા પર અવલોકન કરવામાં આવે છે. તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા તરફ દોરી જાય છે ગુણાત્મક ફેરફારોસેમિકન્ડક્ટરના ગુણધર્મો. આટલી ઊંચી સાંદ્રતા Npr માં અશુદ્ધિઓ ધરાવતા ભારે ડોપેડ વાહકમાં આ અવલોકન કરી શકાય છે કે સરેરાશ ... ... વિકિપીડિયા

વિદ્યુત વાહકતા મૂલ્યો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ પદાર્થોનો એક વિશાળ વર્ગ σ ધાતુઓની વિદ્યુત વાહકતા (મેટલ્સ જુઓ) (σ સેમિકન્ડક્ટર 106 104 ઓહ્મ 1 સેમી 1) અને સારા ડાઇલેક્ટ્રિક્સ (ડાઇલેક્ટ્રિક્સ જુઓ) (σ ≤ 10 10 10 10 12 ઓહ્મ) વચ્ચેના મધ્યવર્તી. .. ... ગ્રેટ સોવિયેત જ્ઞાનકોશ

માં વિશાળ વર્ગ, ધબકારાનાં મૂલ્યો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. વિદ્યુત વાહકતા s, સ્પષ્ટીકરણો વચ્ચે મધ્યવર્તી. ધાતુઓની વિદ્યુત વાહકતા s = 106 104 ઓહ્મ 1 સેમી 1 અને સારા ડાઇલેક્ટ્રિક s = 10 10 10 12 ઓહ્મ 1 સેમી 1 (વિદ્યુત વાહકતા ઓરડાના તાપમાને દર્શાવવામાં આવે છે).… … ભૌતિક જ્ઞાનકોશ

ઓવ; pl (એકમ સેમિકન્ડક્ટર, a; m.). ભૌતિક. પદાર્થો કે જે, વિદ્યુત વાહકતાના સંદર્ભમાં, કંડક્ટર અને ઇન્સ્યુલેટર વચ્ચે મધ્યવર્તી સ્થાન ધરાવે છે. સેમિકન્ડક્ટરના ગુણધર્મો. સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદન. // વિદ્યુત ઉપકરણોઅને ઉપકરણો...... અને; pl જીનસ રોક, તારીખ rkam; અને 1. = છિદ્ર (1 2 અંકો). દિવાલોમાં છિદ્રો. પાછળના દાંતમાં છિદ્ર સુધારવું. સ્ટોકિંગ પર મોટી સંખ્યા છે 2. કંઈક જોડવા માટે છિદ્ર દ્વારા A. પટ્ટામાં છિદ્રો. સ્ક્રુ માટે ડી. ડ્રિલ કરો, એક છિદ્ર કરો. 3. અનલૉક કરો બુલેટ વિશે...

ત્યારથી નક્કર શરીરઅણુઓ અથવા આયનોને અણુના કદ સાથે સરખાવી શકાય તેવા અંતરે એકસાથે લાવવામાં આવે છે, પછી તેમાં એક પરમાણુથી બીજા પરમાણુમાં વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોનનું સંક્રમણ થાય છે. આ ઇલેક્ટ્રોનિક વિનિમય સહસંયોજક બોન્ડની રચના તરફ દોરી શકે છે. આ ત્યારે થાય છે જ્યારે પડોશી અણુઓના ઇલેક્ટ્રોન શેલ મોટા પ્રમાણમાં ઓવરલેપ થાય છે અને અણુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોન સંક્રમણ ઘણી વાર થાય છે.

આ ચિત્ર સંપૂર્ણપણે જર્મેનિયમ (Ge) જેવા લાક્ષણિક સેમિકન્ડક્ટરને લાગુ પડે છે. બધા જર્મેનિયમ પરમાણુ તટસ્થ હોય છે અને સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા એકબીજા સાથે બંધાયેલા હોય છે. જો કે, અણુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનનું વિનિમય સીધું વિદ્યુત વાહકતા તરફ દોરી જતું નથી, કારણ કે સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોનની ઘનતાનું વિતરણ સખત રીતે નિશ્ચિત છે: અણુઓની દરેક જોડી વચ્ચે બંધન દીઠ 2 ઇલેક્ટ્રોન - નજીકના પડોશીઓ. આવા સ્ફટિકમાં વાહકતા બનાવવા માટે, ઓછામાં ઓછા એક બોન્ડ (હીટિંગ, ફોટોન શોષણ, વગેરે) ને તોડવું જરૂરી છે, એટલે કે, તેમાંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરીને, તેને ક્રિસ્ટલના અન્ય કોષમાં સ્થાનાંતરિત કરો, જ્યાં બધા બોન્ડ ભરાઈ ગયા છે અને આ ઈલેક્ટ્રોન રીડન્ડન્ટ થઈ જશે. આવા ઈલેક્ટ્રોન પછીથી મુક્તપણે કોષથી બીજા કોષમાં જઈ શકે છે, કારણ કે તે બધા તેના માટે સમાન છે, અને દરેક જગ્યાએ અનાવશ્યક હોવાને કારણે, તે તેની સાથે વધારાનું વહન કરે છે. નકારાત્મક ચાર્જ, એટલે કે, તે વહન ઇલેક્ટ્રોન બને છે.

તૂટેલા બોન્ડ સ્ફટિકની આસપાસ ભટકતા છિદ્ર બની જાય છે, કારણ કે મજબૂત વિનિમયની સ્થિતિમાં એકનું ઇલેક્ટ્રોન પડોશી જોડાણોજેનું કનેક્શન તેણે તૂટ્યું હતું તે છોડીને જે છોડી દીધું હતું તેનું સ્થાન ઝડપથી લે છે. એક બોન્ડ પર ઇલેક્ટ્રોનનો અભાવ એનો અર્થ એ છે કે અણુ (અથવા અણુઓની જોડી) પાસે એક જ હકારાત્મક ચાર્જ છે, જે આમ છિદ્ર સાથે સ્થાનાંતરિત થાય છે.

આયનીય બંધનના કિસ્સામાં, ઓવરલેપ ઇલેક્ટ્રોનિક શેલોઓછું, ઇલેક્ટ્રોનિક સંક્રમણોઓછી વારંવાર. જ્યારે બોન્ડ તૂટી જાય છે, ત્યારે એક વહન ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્ર પણ રચાય છે - એક સ્ફટિક કોષમાં વધારાનું ઇલેક્ટ્રોન અને બીજા કોષમાં વળતર વિનાનું હકારાત્મક ચાર્જ. તે બંને એક કોષમાંથી બીજા કોષમાં જઈને સ્ફટિકની આસપાસ ફરી શકે છે.

વર્તમાન વાહકો - ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો - બે વિરોધી રીતે ચાર્જ કરેલ પ્રકારોની હાજરી છે સામાન્ય મિલકતસેમિકન્ડક્ટર અને ડાઇલેક્ટ્રિક્સ. આદર્શ સ્ફટિકોમાં, આ વાહકો હંમેશા જોડીમાં દેખાય છે - બંધાયેલા ઇલેક્ટ્રોનમાંથી એકનું ઉત્તેજના અને તેનું વહન ઇલેક્ટ્રોનમાં રૂપાંતર અનિવાર્યપણે છિદ્રના દેખાવનું કારણ બને છે, જેથી બંને પ્રકારના વાહકોની સાંદ્રતા સમાન હોય. આનો અર્થ એ નથી કે વિદ્યુત વાહકતામાં તેમનું યોગદાન સમાન છે, કારણ કે ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રો માટે કોષથી કોષમાં (ગતિશીલતા) સંક્રમણનો દર અલગ હોઈ શકે છે. IN વાસ્તવિક સ્ફટિકોઅશુદ્ધિઓ અને માળખાકીય ખામીઓ ધરાવતી, ઇલેક્ટ્રોન અને છિદ્રોની સાંદ્રતાની સમાનતાનું ઉલ્લંઘન થઈ શકે છે, જેથી આ કિસ્સામાં વિદ્યુત વાહકતા વ્યવહારીક રીતે ફક્ત એક પ્રકારનાં વાહકો દ્વારા હાથ ધરવામાં આવશે.

શું છે તે પ્રશ્નના વિભાગમાં ઇલેક્ટ્રોન છિદ્ર? લેખક દ્વારા આપવામાં આવેલ છે વાઇરસ.શ્રેષ્ઠ જવાબ છે પરંતુ મને લાગે છે કે આ એવી વસ્તુ છે જે ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલથી વિરુદ્ધ દિશામાં "ખસે છે" અને હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે. આ એક પ્રકારનું સામાન્યીકરણ છે. સેમિકન્ડક્ટર્સમાં વપરાય છે.
અહીં વાંચો:
સ્ત્રોત: સેમિકન્ડક્ટર અણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની ગેરહાજરી પરંપરાગત રીતે છિદ્ર કહેવાય છે. તે ધ્યાનમાં રાખવું જોઈએ કે છિદ્ર એ કણ નથી, પરંતુ ઇલેક્ટ્રોન પછી ખાલી જગ્યા છે. છિદ્ર પ્રાથમિક હકારાત્મક (એટલે ​​​​કે હકારાત્મક) ચાર્જ જેવું વર્તે છે.

તરફથી જવાબ હેલ્ગા[ગુરુ]
જો સેમિકન્ડક્ટર શુદ્ધ છે (અશુદ્ધિઓ વિના), તો તેની પોતાની વાહકતા છે, જે ઓછી છે. બે પ્રકારની આંતરિક વાહકતા છે:
1) ઇલેક્ટ્રોનિક (વાહકતા "n" - પ્રકાર)
સેમિકન્ડક્ટર્સમાં નીચા તાપમાને, બધા ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લી સાથે બંધાયેલા હોય છે અને પ્રતિકાર વધારે હોય છે; વધતા તાપમાન સાથે ગતિ ઊર્જાકણો વધે છે, બોન્ડ તૂટી જાય છે અને મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન દેખાય છે - પ્રતિકાર ઘટે છે.
મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રિક વોલ્ટેજ વેક્ટરની વિરુદ્ધમાં જાય છે. ક્ષેત્રો
સેમિકન્ડક્ટર્સની ઇલેક્ટ્રોનિક વાહકતા મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે છે.
2) છિદ્ર (વાહકતા "p" - પ્રકાર)
જ્યારે તાપમાન વધે છે, ત્યારે તેઓ તૂટી જાય છે સહસંયોજક બોન્ડહાથ ધરવામાં આવે છે વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન, અણુઓ વચ્ચે, ગુમ થયેલ ઇલેક્ટ્રોન સાથેની જગ્યાઓ રચાય છે - એક "છિદ્ર".
તે સમગ્ર સ્ફટિકમાં ખસેડી શકે છે, કારણ કે તેનું સ્થાન વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા બદલી શકાય છે. "છિદ્ર" ને ખસેડવું એ હકારાત્મક ચાર્જને ખસેડવા સમાન છે.
છિદ્ર ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ સ્ટ્રેન્થ વેક્ટરની દિશામાં આગળ વધે છે.

તરફથી જવાબ &Ъ[ગુરુ]
એક અણુ કે જેમાં ઇલેક્ટ્રોન ખૂટે છે, તેને સરળ રીતે કહીએ તો.

તરફથી જવાબ Sc@r[નવુંબી]
આવી કોઈ વસ્તુ નથી!

તરફથી જવાબ S.Forget[ગુરુ]
આ સ્થળ માં છે સ્ફટિક જાળી, જ્યાં ગુમ થયેલ ઇલેક્ટ્રોન છે. પરંપરાગત રીતે છિદ્રને સકારાત્મક માનવા માટે સ્વીકારવામાં આવે છે, જો કે વાસ્તવમાં છિદ્રોની કોઈ હિલચાલ નથી - તે ઇલેક્ટ્રોન છે જે ખસે છે, છિદ્રો ભરે છે. તે જ સમયે, જ્યાંથી ઇલેક્ટ્રોન "ભાગી ગયો" ત્યાં એક છિદ્ર રહે છે. આ સકારાત્મક વાહકોની "ચળવળ" નો દેખાવ બનાવે છે - છિદ્રો, એટલે કે.
ટૂંકમાં, જાળીમાં ખાલી જગ્યાઓ છિદ્રો છે, અને તે ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષે છે. તેથી, છિદ્રોને હકારાત્મક ગણવામાં આવે છે