ஒரு குறைகடத்தி பொருளில் எலக்ட்ரான் துளை இணை எவ்வாறு உருவாக்கப்படுகிறது?
Answers
Answer:
குறைகடத்தி அல்லது குறைக்கடத்தி (Semiconductor) என்பது சில வகை மாசுகளை ஊட்டுவதால் மின்கடத்துத்திறனில்[1] மாறுபாடு ஏற்படும் திண்மப்பொருள் ஆகும். தங்கம் வெள்ளி போன்ற உலோகங்கள் மின்னோட்டத்தை மிக நன்றாகக் கடத்தும் நற்கடத்திகள் அல்லது கடத்தி. கண்ணாடி, பீங்கான், இரப்பர், மரம் போன்ற பொருட்கள் மின்னோட்டத்தை மிக மிகச் சிறிதளவே (அரிதாக) கடத்தும் அரிதிற்கடத்திகள் அல்லது காப்புப்பொருள்கள்[2]. இவ்விருவகைப் பொருட்தன்மைகளுக்கும் இடைப்பட்ட மின்கடத்துத்திறன் கொண்ட பொருள்கள் குறைகடத்திகள் எனப்படும். குறைகடத்திகளுக்கு சிறந்த எடுத்துக்காட்டுகள் தனிமங்களில் சிலிக்கான், ஜெர்மானியம் போன்றவற்றையும், கூட்டுப்பொருளான காலியம் ஆர்சினைடு (GaAs), இண்டியம் பாசுபைடு (InP) போன்றவற்றையும், அண்மையில் கண்டுபிடித்து மிக விரைவாக வளர்ந்துவரும் நெகிழி வகைப் பொருட்களும், பென்ட்டசீன் (C22H14), ஆந்திரசீன் (C14H10) போன்ற கரிம வேதியியல் பொருட்களையும் இன்னும் நூற்றுக்கணக்கான பொருட்களையும் கூறலாம்.இவை மின்கடத்துத் திறனில் உலோகங்களுக்கும், மின்கடத்தாப் பொருட்களுக்கும் இடைப்பட்ட பண்பை கொண்டிருப்பவை. உதாரணமாக சிலிகான் (Si), ஜெர்மேனியம் (Ge), காலியம் ஆர்சனைடு (GaAs) போன்றவை. பண்டைய காலங்களில், கற்காலம், உலோகக் காலம் என்று வழங்குவது போல 20 ஆம் நூற்றாண்டை சிலிகான் காலம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இன்றைக்கும் நாம் பயன்படுத்தும் அனைத்து வகை எலக்ட்ரானியல் பொருட்களிலும் சிலிகான் குறைக்கடத்திகளே உயிர்நாடியாக இருக்கின்றன. பெரும்பான்மையான குறைக்கடத்திகள் அணுக்களுக்கிடையே சகப்பிணைப்பு(Covalent Bonding) வகை வேதிப் பிணைப்பைக்(Chemical Bond) கொண்டிருப்பவை.
(i). சில சகப்பிணைப்புகளை உடைத்து எலக்ட்ரான்களை விடுவிக்க ும் போது வெப்பநிலை யில் ஒரு சிறிய அதிகரிப்பு போதுமானது.
(ii). இதன் விளைவாக, வீரம் இசைக்குழுவில் உள்ள சில மாநிலங்கள் காலியாகி, கடத்தும் குழுவில் உள்ள அதே எண்ணிக்கையிலான மாநிலங்கள் ஆக்கிரமிக்கப்படும்.
(iii). இணைதிறன் பட்டையில் உற்பத்தி செய்யப்படும் காலியிடங்கள் துளைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. துளைகள் எலக்ட்ரான்களின் குறைபாடால், அவை நேர்மறை மின்னூட்டங்களைக் கொண்டுள்ளன. எனவே, எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகள் குறைக்கடத்திகளில் இரண்டு மின்னூட்ட ஊர்திகளாகும்.