এই নিবন্ধে অসাধারণভাবে গুরুত্বপূর্ণ বা আকর্ষণীয় কিছুই নেই, শুধুমাত্র "ডামি" এর জন্য একটি সাধারণ প্রশ্নের উত্তর: ধাতু এবং ডাইলেক্ট্রিক থেকে অর্ধপরিবাহীকে আলাদা করে এমন প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি কী কী?
সেমিকন্ডাক্টর হল পদার্থ (স্ফটিক, পলিক্রিস্টালাইন এবং নিরাকার পদার্থ, উপাদান বা যৌগ) যেখানে একটি ব্যান্ড গ্যাপ থাকে (পরিবাহী ব্যান্ড এবং ভ্যালেন্স ব্যান্ডের মধ্যে)।
ইলেকট্রনিক সেমিকন্ডাক্টরকে বলা হয় ক্রিস্টাল এবং নিরাকার পদার্থ, যা বৈদ্যুতিক পরিবাহিতার পরিপ্রেক্ষিতে ধাতু (σ = 10 4 ÷10 6 Ohm -1 cm -1) এবং dielectrics (σ = 10 -10 ÷10 -20 Ohm -1 cm -1) এর মধ্যে একটি মধ্যবর্তী অবস্থান দখল করে। যাইহোক, পরিবাহিতার প্রদত্ত সীমানা মানগুলি অত্যন্ত নির্বিচারে।
ব্যান্ড তত্ত্ব একটি মানদণ্ড তৈরি করা সম্ভব করে যা কঠিন পদার্থকে দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা সম্ভব করে - ধাতু এবং অর্ধপরিবাহী (অন্তরক)। ধাতুগুলি ভ্যালেন্স ব্যান্ডে মুক্ত স্তরের উপস্থিতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যেখানে ইলেকট্রনগুলি সরতে পারে, অতিরিক্ত শক্তি গ্রহণ করতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ত্বরণের কারণে। স্বাতন্ত্র্যসূচক বৈশিষ্ট্যধাতুগুলি হল তাদের স্থলে, উত্তেজিত অবস্থায় (0 K এ) তাদের পরিবাহী ইলেকট্রন রয়েছে, যেমন ইলেকট্রন যা বহিরাগত প্রভাবের অধীনে আদেশকৃত আন্দোলনে অংশগ্রহণ করে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র.
সেমিকন্ডাক্টর এবং ইনসুলেটরগুলিতে 0 K এ, ভ্যালেন্স ব্যান্ডটি সম্পূর্ণরূপে জনবহুল, এবং পরিবাহী ব্যান্ডটি একটি ব্যান্ড গ্যাপ দ্বারা এটি থেকে পৃথক করা হয় এবং এতে বাহক থাকে না। তাই খুব শক্তিশালী না বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রভ্যালেন্স ব্যান্ডে অবস্থিত ইলেকট্রনগুলিকে উন্নত করতে এবং পরিবাহী ব্যান্ডে স্থানান্তর করতে অক্ষম। অন্য কথায়, 0 K এ এই ধরনের স্ফটিক আদর্শ অন্তরক হওয়া উচিত। যখন তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় বা এই জাতীয় স্ফটিক বিকিরণিত হয়, তখন ইলেকট্রনগুলি পরিবাহী ব্যান্ডে যাওয়ার জন্য যথেষ্ট তাপ বা দীপ্তিমান শক্তির পরিমাণ শোষণ করতে পারে। এই পরিবর্তনের সময়, ভ্যালেন্স ব্যান্ডে গর্ত দেখা দেয়, যা বিদ্যুতের স্থানান্তরেও অংশ নিতে পারে। ভ্যালেন্স ব্যান্ড থেকে পরিবাহী ব্যান্ডে ইলেকট্রন স্থানান্তরের সম্ভাবনা সমানুপাতিক ( -ইg/ ক ট), কোথায় ইg - নিষিদ্ধ অঞ্চলের প্রস্থ। একটি বড় মান সঙ্গে ইg (2-3 eV) এই সম্ভাবনা খুব ছোট হতে দেখা যাচ্ছে।
সুতরাং, ধাতু এবং অধাতুতে পদার্থের বিভাজনের একটি খুব নির্দিষ্ট ভিত্তি রয়েছে। বিপরীতে, অধাতুর সেমিকন্ডাক্টর এবং ডাইলেকট্রিক্সে বিভাজনের এমন কোন ভিত্তি নেই এবং এটি সম্পূর্ণ শর্তসাপেক্ষ।
পূর্বে, এটি বিশ্বাস করা হয়েছিল যে ব্যান্ড গ্যাপযুক্ত পদার্থগুলিকে ডাইলেট্রিক্স হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে ইg≈ 2÷3 eV, কিন্তু পরে দেখা গেল যে তাদের মধ্যে অনেকগুলি সাধারণ অর্ধপরিবাহী। অধিকন্তু, এটি দেখানো হয়েছিল যে, উপাদানগুলির একটির অমেধ্য বা অতিরিক্ত (স্টোইচিওমেট্রিক রচনার উপরে) পরমাণুর ঘনত্বের উপর নির্ভর করে, একই স্ফটিক একটি অর্ধপরিবাহী এবং একটি অন্তরক উভয়ই হতে পারে। এটি প্রযোজ্য, উদাহরণস্বরূপ, হীরা, জিঙ্ক অক্সাইড, গ্যালিয়াম নাইট্রাইড ইত্যাদির স্ফটিকগুলিতে। এমনকি বেরিয়াম এবং স্ট্রন্টিয়াম টাইটানেটের মতো সাধারণ ডাইলেক্ট্রিকগুলি, সেইসাথে রুটাইল, আংশিক হ্রাসের পরে, সেমিকন্ডাক্টরের বৈশিষ্ট্যগুলি অর্জন করে, যা তাদের মধ্যে অতিরিক্ত ধাতব পরমাণুর উপস্থিতির সাথে জড়িত।
অধাতুর সেমিকন্ডাক্টর এবং ডাইলেকট্রিক্সের মধ্যে বিভাজনেরও একটি নির্দিষ্ট অর্থ রয়েছে, যেহেতু অনেকগুলি স্ফটিক পরিচিত যেগুলির বৈদ্যুতিন পরিবাহিতা অমেধ্য প্রবর্তন বা আলোকসজ্জা বা গরম করার মাধ্যমে লক্ষণীয়ভাবে বৃদ্ধি করা যায় না। এটি হয় ফটোইলেক্ট্রনের খুব কম জীবনকাল, বা স্ফটিকগুলিতে গভীর ফাঁদের অস্তিত্বের কারণে, বা ইলেকট্রনের খুব কম গতিশীলতার কারণে, যেমন। একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে তাদের প্রবাহ একটি অত্যন্ত কম গতি সঙ্গে.
বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা ঘনত্ব n, চার্জ e এবং চার্জ বাহকের গতিশীলতার সমানুপাতিক। অতএব, পরিবাহিতা তাপমাত্রা নির্ভরতা বিভিন্ন উপকরণএই পরামিতিগুলির তাপমাত্রা নির্ভরতা দ্বারা নির্ধারিত হয়। সব ইলেকট্রনিক কন্ডাক্টর চার্জ জন্য eধ্রুবক এবং তাপমাত্রা থেকে স্বাধীন। বেশিরভাগ উপাদানে, চলমান ইলেকট্রন এবং ফোননগুলির মধ্যে সংঘর্ষের তীব্রতা বৃদ্ধির কারণে ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে গতিশীলতার মান সাধারণত সামান্য হ্রাস পায়, যেমন স্ফটিক জালির কম্পনের দ্বারা ইলেক্ট্রন বিক্ষিপ্ত হওয়ার কারণে। অতএব, ধাতু, সেমিকন্ডাক্টর এবং ডাইলেকট্রিক্সের বিভিন্ন আচরণ প্রধানত চার্জ ক্যারিয়ারের ঘনত্ব এবং এর তাপমাত্রা নির্ভরতার সাথে যুক্ত:
1) ধাতুগুলিতে, চার্জ বাহক n এর ঘনত্ব বেশি এবং তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে সামান্য পরিবর্তিত হয়। বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা সমীকরণে অন্তর্ভুক্ত পরিবর্তনশীল হল গতিশীলতা। এবং যেহেতু গতিশীলতা তাপমাত্রার সাথে সামান্য হ্রাস পায়, তাই বৈদ্যুতিক পরিবাহিতাও হ্রাস পায়;
2) সেমিকন্ডাক্টর এবং ডাইলেক্ট্রিকসে nসাধারণত তাপমাত্রার সাথে দ্রুতগতিতে বৃদ্ধি পায়। এই দ্রুত বৃদ্ধি nগতিশীলতা হ্রাসের চেয়ে পরিবাহিতা পরিবর্তনে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অবদান রাখে। অতএব, ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা দ্রুত বৃদ্ধি পায়। এই অর্থে, ডাইলেক্ট্রিকগুলিকে একটি নির্দিষ্ট সীমাবদ্ধ কেস হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে, যেহেতু সাধারণ তাপমাত্রায় মান nএই পদার্থ অত্যন্ত ছোট. এ উচ্চ তাপমাত্রাপৃথক অস্তরকগুলির পরিবাহিতা বৃদ্ধির কারণে অর্ধপরিবাহী স্তরে পৌঁছেছে n. এর বিপরীতটিও পরিলক্ষিত হয়- যখন নিম্ন তাপমাত্রাকিছু সেমিকন্ডাক্টর ইনসুলেটর হয়ে যায়।
গ্রন্থপঞ্জি
রসায়ন অনুষদের গ্রুপ 501-এর ছাত্ররা: বেজুবভ S.I., Vorobyova N.A., Efimov A.A.
আপনি, তরুণ বন্ধু, রেডিও ইলেকট্রনিক্সের সমস্ত ক্ষেত্রে প্রযুক্তিগত বিপ্লবের সমসাময়িক। ইলেক্ট্রন টিউব দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে যে তার সারাংশ মিথ্যা সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস, এবং এখন তারা মাইক্রোসার্কিট দ্বারা ক্রমবর্ধমান ভিড় করছে।
সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলির "সেনাবাহিনী" এর অন্যতম বৈশিষ্ট্যযুক্ত প্রতিনিধিদের পূর্বপুরুষ - ট্রানজিস্টর - তথাকথিত জেনারেটিং ডিটেক্টর ছিল, যা 1922 সালে সোভিয়েত রেডিওফিজিসিস্ট ও.ভি. লোসেভ দ্বারা আবিষ্কার করেছিলেন। এই ডিভাইসটি, যা একটি সেমিকন্ডাক্টর স্ফটিক যার সাথে দুটি তার সংলগ্ন রয়েছে - কন্ডাক্টর, নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে বৈদ্যুতিক দোলন তৈরি এবং প্রসারিত করতে পারে। কিন্তু তারপর, অপূর্ণতার কারণে, এটি একটি ইলেক্ট্রন টিউবের সাথে প্রতিযোগিতা করতে পারেনি। একটি যোগ্য সেমিকন্ডাক্টর প্রতিযোগী নির্বাত - নলবিশেষট্রানজিস্টর নামে পরিচিত, 1948 সালে আমেরিকান বিজ্ঞানী Brattain, Bardeen এবং Shockley দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল। আমাদের দেশে, সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলির বিকাশে একটি দুর্দান্ত অবদান এএফ আইওফ, এলডি ল্যান্ডউ, বিআই ডেভিডোভা, ভিই দ্বারা তৈরি হয়েছিল। লোশকারেভ এবং অন্যান্য অনেক বিজ্ঞানী এবং প্রকৌশলী, অনেক বৈজ্ঞানিক দল।
আধুনিক সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলিতে ঘটে যাওয়া ঘটনার সারমর্ম বোঝার জন্য, আমাদের সেমিকন্ডাক্টরের কাঠামোর দিকে "দেখতে" হবে এবং এর গঠনের কারণগুলি বুঝতে হবে বিদ্যুত্প্রবাহ. তবে তার আগে, আপনার জন্য প্রথম কথোপকথনের সেই অংশটি মনে রাখা ভাল হবে যেখানে আমি পরমাণুর গঠন সম্পর্কে কথা বলেছিলাম।
আমাকে আপনাকে মনে করিয়ে দেওয়া যাক: দ্বারা বৈদ্যুতিক সরন্জামঅর্ধপরিবাহী কন্ডাক্টর এবং কারেন্টের নন-কন্ডাক্টরের মধ্যে একটি মধ্যম স্থান দখল করে। যা বলা হয়েছে, আমি যোগ করব যে সেমিকন্ডাক্টরের গ্রুপে অনেকগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে আরো পদার্থকন্ডাক্টর এবং নন-কন্ডাক্টরদের গ্রুপের চেয়ে একসাথে নেওয়া। অর্ধপরিবাহী যারা খুঁজে পেয়েছেন বাস্তবিক ব্যবহারপ্রযুক্তিতে, জার্মেনিয়াম, সিলিকন, সেলেনিয়াম, কাপরাস অক্সাইড এবং কিছু অন্যান্য পদার্থ অন্তর্ভুক্ত। কিন্তু সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের জন্য, শুধুমাত্র জার্মেনিয়াম এবং সিলিকন প্রধানত ব্যবহৃত হয়।
সবচেয়ে বেশী কি চরিত্রগত বৈশিষ্ট্যসেমিকন্ডাক্টর, কারেন্টের কন্ডাক্টর এবং নন-কন্ডাক্টর থেকে তাদের আলাদা করা? সেমিকন্ডাক্টরগুলির বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল। খুব কম তাপমাত্রায়, পরম শূন্যের কাছাকাছি (-273°C), তারা বৈদ্যুতিক প্রবাহের সাথে অন্তরক হিসাবে আচরণ করে। বেশিরভাগ কন্ডাক্টর, বিপরীতভাবে, এই তাপমাত্রায় সুপারকন্ডাক্টিং হয়ে যায়, যেমন বর্তমান প্রায় কোন প্রতিরোধের প্রস্তাব. পরিবাহীর তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে বৈদ্যুতিক প্রবাহের প্রতি তাদের প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায় এবং সেমিকন্ডাক্টরগুলির প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়। আলোর সংস্পর্শে এলে পরিবাহীর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিবর্তিত হয় না। আলোর প্রভাবে অর্ধপরিবাহীর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, তথাকথিত ফটোকন্ডাক্টিভিটি বৃদ্ধি পায়। অর্ধপরিবাহী আলোক শক্তিকে বৈদ্যুতিক প্রবাহে রূপান্তর করতে পারে। এটি কন্ডাক্টরদের জন্য একেবারে সাধারণ নয়। সেমিকন্ডাক্টরগুলির বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায় যখন কিছু অন্যান্য উপাদানের পরমাণুগুলি তাদের মধ্যে প্রবর্তিত হয়। কন্ডাক্টরগুলির বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা হ্রাস পায় যখন তাদের মধ্যে অমেধ্য প্রবর্তিত হয়। এগুলি এবং সেমিকন্ডাক্টরগুলির অন্যান্য কিছু বৈশিষ্ট্য তুলনামূলকভাবে দীর্ঘ সময়ের জন্য পরিচিত, তবে তারা তুলনামূলকভাবে সম্প্রতি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হতে শুরু করেছে।
জার্মেনিয়াম এবং সিলিকন, যা শুরু উপকরণঅনেক আধুনিক সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের শেলের বাইরের স্তরে চারটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন থাকে। একটি জার্মেনিয়াম পরমাণুতে মোট 32টি ইলেকট্রন এবং একটি সিলিকন পরমাণুতে 14টি ইলেকট্রন থাকে।কিন্তু একটি জার্মেনিয়াম পরমাণুর 28টি ইলেকট্রন এবং একটি সিলিকন পরমাণুর 10টি ইলেকট্রন, তাদের খোসার ভেতরের স্তরে অবস্থিত, নিউক্লিয়াস দ্বারা দৃঢ়ভাবে ধরে থাকে এবং কোন অবস্থাতেই তাদের থেকে বিচ্ছিন্ন হয় না। এই সেমিকন্ডাক্টরের পরমাণুর মাত্র চারটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন মুক্ত হতে পারে, এবং তারপরও সবসময় নয়। মনে রাখবেন: চার! একটি অর্ধপরিবাহী পরমাণু যা কমপক্ষে একটি ইলেকট্রন হারিয়েছে তা একটি ধনাত্মক আয়ন হয়ে যায়।
একটি অর্ধপরিবাহীতে, পরমাণুগুলি একটি কঠোর ক্রমে সাজানো হয়: প্রতিটি পরমাণু চারটি অনুরূপ পরমাণু দ্বারা বেষ্টিত। তারা একে অপরের এত কাছাকাছি অবস্থিত যে তাদের ভ্যালেন্স ইলেকট্রনগুলি সমস্ত প্রতিবেশী পরমাণুর চারপাশে একক কক্ষপথ তৈরি করে, তাদের একটি একক পদার্থে আবদ্ধ করে। একটি অর্ধপরিবাহী স্ফটিক মধ্যে পরমাণু এই সম্পর্ক হিসাবে কল্পনা করা যেতে পারে সমতল চিত্র, যেমন চিত্রে দেখানো হয়েছে। 72, ক. এখানে, "+" চিহ্ন সহ বড় বলগুলি প্রচলিতভাবে পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে উপস্থাপন করে ভিতরের স্তরইলেক্ট্রন শেল (ধনাত্মক আয়ন), এবং ছোট বল হল ভ্যালেন্স ইলেকট্রন। প্রতিটি পরমাণু, আপনি দেখতে পাচ্ছেন, চারটি ঠিক একই পরমাণু দ্বারা বেষ্টিত। যে কোনো পরমাণু দুটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন সহ প্রতিটি প্রতিবেশীর সাথে সংযুক্ত থাকে, যার একটি "নিজের" এবং দ্বিতীয়টি "প্রতিবেশী" থেকে ধার করা হয়। এটি একটি দ্বি-ইলেক্ট্রন, বা ভ্যালেন্স, বন্ড। সবচেয়ে শক্তিশালী সংযোগ!
ভাত। 72. একটি অর্ধপরিবাহী স্ফটিকের পরমাণুর সম্পর্কের চিত্র (a) এবং এর গঠনের একটি সরলীকৃত চিত্র (b)
পরিবর্তে, প্রতিটি পরমাণুর ইলেকট্রন শেলের বাইরের স্তরে আটটি ইলেকট্রন থাকে: চারটি নিজস্ব এবং একটি প্রতিবেশী চারটি পরমাণু থেকে। এখানে পরমাণুর ভ্যালেন্স ইলেকট্রনগুলির মধ্যে কোনটি "আপনার" এবং কোনটি "বিদেশী" তা পার্থক্য করা আর সম্ভব নয়, যেহেতু তারা সাধারণ হয়ে উঠেছে। একটি জার্মেনিয়াম বা সিলিকন ক্রিস্টালের সমগ্র ভরের মধ্যে পরমাণুর এই ধরনের সংযোগের সাথে, আমরা বিবেচনা করতে পারি যে সেমিকন্ডাক্টর স্ফটিক একটি বড় অণু।
একটি অর্ধপরিবাহীতে পরমাণুর আন্তঃসংযোগের চিত্রটি চিত্রে দেখানো হিসাবে চিত্রিত করে স্পষ্টতার জন্য সরলীকৃত করা যেতে পারে। 72, খ. এখানে, অভ্যন্তরীণ ইলেক্ট্রন শেল সহ পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে একটি প্লাস চিহ্ন সহ বৃত্ত হিসাবে দেখানো হয়েছে এবং আন্তঃপরমাণু বন্ধনগুলি ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের প্রতীক দুটি লাইন হিসাবে দেখানো হয়েছে।
বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের মান অনুযায়ী অর্ধপরিবাহীভাল পরিবাহী (σ = 10 6 -10 4 ওহম -1 সেমি -1) এবং অস্তরক (σ = -12 - 10 -10 ওহম -1 সেমি -1) এর মধ্যে একটি মধ্যবর্তী অবস্থান দখল করে। অর্ধপরিবাহী অনেক অন্তর্ভুক্ত রাসায়নিক উপাদান(জার্মেনিয়াম, সিলিকন, সেলেনিয়াম, ইন্ডিয়াম, টেলুরিয়াম, আর্সেনিক, ইত্যাদি), প্রচুর পরিমাণে সংকর ধাতু এবং রাসায়নিক যৌগ। প্রায় সব অজৈব পদার্থআমাদের চারপাশের বিশ্ব - সেমিকন্ডাক্টর। প্রকৃতির সবচেয়ে সাধারণ অর্ধপরিবাহী হল সিলিকন, যা পৃথিবীর ভূত্বকের প্রায় 30% তৈরি করে।
তাপমাত্রা ছাড়াও, সেমিকন্ডাক্টরগুলির বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, চাপ, অপটিক্যাল এবং আয়নাইজিং বিকিরণের এক্সপোজার, অমেধ্যের উপস্থিতি এবং অন্যান্য কারণগুলির দ্বারা প্রভাবিত হয় যা পদার্থের গঠন এবং ইলেকট্রনের অবস্থা পরিবর্তন করতে পারে। এই পরিস্থিতিতে অসংখ্য এবং বৈচিত্র্যময় ব্যবহারে একটি সিদ্ধান্তমূলক ভূমিকা পালন করে অর্ধপরিবাহী.
সেমিকন্ডাক্টর এবং ধাতুর মধ্যে গুণগত পার্থক্য প্রাথমিকভাবে তাপমাত্রার উপর প্রতিরোধ ক্ষমতা নির্ভরতা দ্বারা উদ্ভাসিত হয়। তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে সাথে ধাতুগুলির প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়। বিপরীতে, অর্ধপরিবাহীগুলিতে, তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায় এবং পরম শূন্যের কাছাকাছি তারা কার্যত অন্তরক হয়ে যায়।
তাপমাত্রার উপর একটি বিশুদ্ধ সেমিকন্ডাক্টরের প্রতিরোধ ক্ষমতার নির্ভরতা।
ρ(T) নির্ভরতার এই আচরণটি দেখায় যে সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে বিনামূল্যে চার্জ বাহকের ঘনত্ব স্থির থাকে না, তবে ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি পায়। সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে বৈদ্যুতিক প্রবাহের প্রক্রিয়াটি বিনামূল্যে ইলেকট্রন গ্যাস মডেলের কাঠামোর মধ্যে ব্যাখ্যা করা যায় না। জার্মেনিয়াম (Ge) এর উদাহরণ ব্যবহার করে এই প্রক্রিয়াটিকে গুণগতভাবে বিবেচনা করা যাক। একটি সিলিকন (Si) স্ফটিকের প্রক্রিয়াটি একই রকম।
জার্মেনিয়াম পরমাণুর বাইরের শেলটিতে চারটি দুর্বলভাবে আবদ্ধ ইলেকট্রন থাকে। এগুলোকে সমযোজী ইলেকট্রন বলা হয়। একটি স্ফটিক জালিতে, প্রতিটি পরমাণু তার চারটি নিকটতম প্রতিবেশী দ্বারা বেষ্টিত থাকে। একটি জার্মেনিয়াম স্ফটিকের পরমাণুর মধ্যে বন্ধনটি সমযোজী, অর্থাৎ, এটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের জোড়া দ্বারা সঞ্চালিত হয়। প্রতিটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন দুটি পরমাণুর অন্তর্গত।
একটি জার্মেনিয়াম ক্রিস্টালে পেয়ার-ইলেক্ট্রন বন্ধন এবং একটি ইলেক্ট্রন-হোল জোড়ার গঠন
একটি জার্মেনিয়াম স্ফটিকের ভ্যালেন্স ইলেকট্রনগুলি ধাতুগুলির তুলনায় অনেক বেশি দৃঢ়ভাবে পরমাণুর সাথে আবদ্ধ থাকে; অতএব, পরিবাহী ইলেকট্রনের ঘনত্ব এ কক্ষ তাপমাত্রায়সেমিকন্ডাক্টরে ধাতুর তুলনায় অনেক কম মাত্রার অর্ডার। একটি জার্মেনিয়াম স্ফটিকের পরম শূন্য তাপমাত্রার কাছাকাছি, সমস্ত ইলেকট্রন বন্ধন গঠনে দখল করা হয়। এই ধরনের একটি স্ফটিক বৈদ্যুতিক প্রবাহ পরিচালনা করে না।
তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে কিছু ভ্যালেন্স ইলেকট্রন সমযোজী বন্ধন ভাঙার জন্য পর্যাপ্ত শক্তি অর্জন করতে পারে। তারপর মুক্ত ইলেকট্রন (পরিবাহী ইলেকট্রন) স্ফটিকে প্রদর্শিত হবে। একই সময়ে, শূন্যস্থানগুলি এমন জায়গায় তৈরি হয় যেখানে বন্ধনগুলি ভেঙে যায়, যা ইলেকট্রন দ্বারা দখল করা হয় না। এই শূন্যপদগুলিকে গর্ত বলা হয়। খালি জায়গাটি প্রতিবেশী জোড়া থেকে একটি ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রন দ্বারা দখল করা যেতে পারে, তারপর গর্তটি স্ফটিকের একটি নতুন জায়গায় চলে যাবে। একটি প্রদত্ত সেমিকন্ডাক্টর তাপমাত্রায়, প্রতি ইউনিট সময়ে নির্দিষ্ট সংখ্যক ইলেকট্রন-হোল জোড়া তৈরি হয়। একই সময়ে, বিপরীত প্রক্রিয়াটি ঘটে - যখন একটি মুক্ত ইলেক্ট্রন একটি গর্তের সাথে মিলিত হয়, তখন জার্মেনিয়াম পরমাণুর মধ্যে ইলেকট্রনিক বন্ধন পুনরুদ্ধার করা হয়। এই প্রক্রিয়াটিকে পুনর্মিলন বলা হয়। শক্তির কারণে একটি অর্ধপরিবাহীকে আলোকিত করার সময় ইলেকট্রন-হোল জোড়াও তৈরি হতে পারে তড়িচ্চুম্বকিয় বিকিরণ. বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অনুপস্থিতিতে, পরিবাহী ইলেকট্রন এবং গর্তগুলি বিশৃঙ্খল তাপীয় গতিতে অংশগ্রহণ করে।
একটি অর্ধপরিবাহীতে পরিবাহী ইলেকট্রনের ঘনত্ব গর্তের ঘনত্বের সমান: n n = n p। ইলেকট্রন-হোল পরিবাহিতা প্রক্রিয়া শুধুমাত্র বিশুদ্ধ (অর্থাৎ, অমেধ্য ছাড়া) অর্ধপরিবাহীতে নিজেকে প্রকাশ করে। এটা কে বলে সঙ্গে ব্যক্তিগত বৈদ্যুতিক পরিবাহিতাঅর্ধপরিবাহী .
অমেধ্য উপস্থিতিতে, সেমিকন্ডাক্টরগুলির বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি সিলিকন ক্রিস্টালে 0.001 পারমাণবিক শতাংশ পরিমাণে ফসফরাস অমেধ্য যোগ করলে প্রতিরোধ ক্ষমতা পাঁচটির বেশি মাত্রায় কমে যায়। অমেধ্য এই ধরনের একটি শক্তিশালী প্রভাব সেমিকন্ডাক্টর গঠন সম্পর্কে উপরোক্ত ধারণার ভিত্তিতে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। একটি প্রয়োজনীয় শর্তঅমেধ্য প্রবর্তনের সাথে একটি সেমিকন্ডাক্টরের প্রতিরোধ ক্ষমতার তীব্র হ্রাস হল স্ফটিকের প্রধান পরমাণুর ভ্যালেন্স থেকে অপরিষ্কার পরমাণুর ভ্যালেন্সের পার্থক্য।
অমেধ্য উপস্থিতিতে অর্ধপরিবাহী পরিবাহিতা বলা হয় অপবিত্রতা পরিবাহিতা . অপবিত্রতা পরিবাহিতা দুই প্রকার- ইলেকট্রন এবং গর্ত.
ইলেকট্রনিক পরিবাহিতাযখন পেন্টাভ্যালেন্ট পরমাণু (উদাহরণস্বরূপ, আর্সেনিক পরমাণু, As) টেট্রাভ্যালেন্ট পরমাণু সহ একটি জার্মেনিয়াম স্ফটিকের মধ্যে প্রবর্তিত হয় তখন ঘটে। 
সেমিকন্ডাক্টর n - প্রকার। জার্মেনিয়াম স্ফটিক জালিতে একটি আর্সেনিক পরমাণু।
চিত্রটি একটি পেন্টাভ্যালেন্ট আর্সেনিক পরমাণু দেখায় যা জার্মেনিয়াম ক্রিস্টাল জালির একটি সাইটে পাওয়া যায়। আর্সেনিক পরমাণুর চারটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন চারটি প্রতিবেশী জার্মেনিয়াম পরমাণুর সাথে সমযোজী বন্ধন গঠনের অন্তর্ভুক্ত। পঞ্চম ভ্যালেন্স ইলেকট্রন অপ্রয়োজনীয় হতে পরিণত; এটি সহজেই আর্সেনিক পরমাণু থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে মুক্ত হয়ে যায়। একটি পরমাণু যা একটি ইলেকট্রন হারিয়েছে তা স্ফটিক জালির একটি স্থানে অবস্থিত একটি ধনাত্মক আয়নে পরিণত হয়। সেমিকন্ডাক্টর ক্রিস্টালের প্রধান পরমাণুর ভ্যালেন্সের চেয়ে বেশি ভ্যালেন্সি সহ পরমাণুর অপরিচ্ছন্নতাকে বলে দাতার অপবিত্রতা . এর প্রবর্তনের ফলে, স্ফটিকের মধ্যে উল্লেখযোগ্য সংখ্যক মুক্ত ইলেকট্রন উপস্থিত হয়। এটা বাড়ে তীব্র হ্রাসএকটি সেমিকন্ডাক্টরের প্রতিরোধ ক্ষমতা - হাজার হাজার এমনকি মিলিয়ন বার। অমেধ্য একটি উচ্চ বিষয়বস্তু সহ একটি কন্ডাক্টরের প্রতিরোধ ক্ষমতা একটি ধাতব পরিবাহকের কাছে যেতে পারে।
আর্সেনিকের সংমিশ্রণ সহ একটি জার্মেনিয়াম ক্রিস্টালে, স্ফটিকের নিজস্ব পরিবাহিতার জন্য দায়ী ইলেকট্রন এবং গর্ত রয়েছে। কিন্তু প্রধান ধরনের ফ্রি চার্জ বাহক হল আর্সেনিক পরমাণু থেকে বিচ্ছিন্ন ইলেকট্রন। যেমন একটি স্ফটিক n n >> n p . এই ধরনের পরিবাহিতাকে ইলেকট্রনিক বলা হয় এবং ইলেকট্রনিক পরিবাহিতা সহ একটি অর্ধপরিবাহী বলা হয় n-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর.
গর্ত সঞ্চালন ঘটে যখন ত্রয়ী পরমাণু (উদাহরণস্বরূপ, ইন্ডিয়াম পরমাণু, ইন) একটি জার্মেনিয়াম স্ফটিকের মধ্যে প্রবর্তিত হয়। চিত্রটি একটি ইন্ডিয়াম পরমাণু দেখায় যা, তার ভ্যালেন্স ইলেকট্রন ব্যবহার করে, শুধুমাত্র তিনটি প্রতিবেশী জার্মেনিয়াম পরমাণুর সাথে সমযোজী বন্ধন তৈরি করেছে।
পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর। জার্মেনিয়াম ক্রিস্টাল জালিতে ভারতের পরমাণু
চতুর্থ জার্মেনিয়াম পরমাণুর সাথে একটি বন্ধন তৈরি করার জন্য ইন্ডিয়াম পরমাণুর একটি ইলেকট্রন নেই। এই অনুপস্থিত ইলেক্ট্রনটি প্রতিবেশী জার্মেনিয়াম পরমাণুর সমযোজী বন্ধন থেকে ইন্ডিয়াম পরমাণু দ্বারা ক্যাপচার করা যেতে পারে। এই ক্ষেত্রে, ইন্ডিয়াম পরমাণু স্ফটিক জালির একটি স্থানে অবস্থিত একটি ঋণাত্মক আয়নে পরিণত হয় এবং প্রতিবেশী পরমাণুর সমযোজী বন্ধনে একটি শূন্যতা তৈরি হয়। ইলেকট্রন ক্যাপচার করতে সক্ষম পরমাণুর মিশ্রণকে বলা হয় গ্রহণকারী অপবিত্রতা একটি গ্রহণকারী অপরিষ্কার প্রবর্তনের ফলে, স্ফটিকের মধ্যে অনেক সমযোজী বন্ধন ভেঙে যায় এবং শূন্যস্থান (গর্ত) তৈরি হয়। প্রতিবেশী সমযোজী বন্ধন থেকে ইলেক্ট্রনগুলি এই জায়গায় ঝাঁপ দিতে পারে, যা স্ফটিক জুড়ে গর্তগুলির বিশৃঙ্খল বিচরণ ঘটায়।
একটি গ্রহণকারী অপরিষ্কার উপস্থিতি তীক্ষ্ণভাবে অর্ধপরিবাহী প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে কারণ প্রচুর পরিমাণে মুক্ত গর্ত দেখা দেয়। গ্রহণকারী অশুদ্ধতা সহ একটি সেমিকন্ডাক্টরে গর্তের ঘনত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে ইলেকট্রনের ঘনত্বকে ছাড়িয়ে যায় যা সেমিকন্ডাক্টরের নিজস্ব বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা প্রক্রিয়ার কারণে উদ্ভূত হয়: n p >> n n । এই ধরনের পরিবাহিতা বলা হয় গর্ত পরিবাহিতা. গর্ত পরিবাহিতা সহ একটি অপরিষ্কার অর্ধপরিবাহী বলা হয় p-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর. পি-টাইপ অর্ধপরিবাহী প্রধান বিনামূল্যে চার্জ বাহক গর্ত হয়.
এটা জোর দেওয়া উচিত যে গর্ত পরিবাহিতা আসলে একটি জার্মেনিয়াম পরমাণু থেকে অন্য শূন্যস্থানের মাধ্যমে ইলেকট্রনের রিলে চলাচলের কারণে হয়, যা একটি সমযোজী বন্ধন বহন করে।
n- এবং p-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরগুলির জন্য, ওহমের সূত্রটি কারেন্ট এবং ভোল্টেজের নির্দিষ্ট পরিসরে সন্তুষ্ট, শর্ত থাকে যে মুক্ত বাহকের ঘনত্ব স্থির থাকে।
এর বৈশিষ্ট্য কি? অর্ধপরিবাহী পদার্থবিদ্যা কি? তারা কিভাবে নির্মিত হয়? সেমিকন্ডাক্টরের পরিবাহিতা কী? তাদের কি শারীরিক বৈশিষ্ট্য আছে?
এটি স্ফটিক পদার্থগুলিকে বোঝায় যা ধাতুর মতো বিদ্যুৎ পরিচালনা করে না। তবে এখনও এই সূচকটি ইনসুলেটরগুলির চেয়ে ভাল। এই ধরনের বৈশিষ্ট্যগুলি চলমান বাহকের সংখ্যার কারণে। সাধারণভাবে বলতে গেলে, কোরের সাথে একটি শক্তিশালী সংযুক্তি রয়েছে। কিন্তু যখন বেশ কয়েকটি পরমাণু, বলুন অ্যান্টিমনি, যার মধ্যে ইলেকট্রনের আধিক্য রয়েছে, কন্ডাকটরে প্রবেশ করানো হয়, তখন এই পরিস্থিতি সংশোধন করা হবে। যখন ইন্ডিয়াম ব্যবহার করা হয়, তখন একটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত উপাদান প্রাপ্ত হয়। এই সমস্ত বৈশিষ্ট্যগুলি ট্রানজিস্টরগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় - বিশেষ ডিভাইস যা শুধুমাত্র একটি দিকে প্রসারিত, ব্লক বা কারেন্ট পাস করতে পারে। যদি আমরা একটি এনপিএন-টাইপ উপাদান বিবেচনা করি, আমরা একটি উল্লেখযোগ্য পরিবর্ধক ভূমিকা নোট করতে পারি, যা দুর্বল সংকেত প্রেরণ করার সময় বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ।
কন্ডাক্টরের অনেক মুক্ত ইলেকট্রন আছে। ইনসুলেটরগুলিতে কার্যত এগুলি নেই। সেমিকন্ডাক্টরে একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক মুক্ত ইলেক্ট্রন এবং ধনাত্মক চার্জের ফাঁক উভয়ই থাকে যা মুক্তিপ্রাপ্ত কণা গ্রহণ করতে প্রস্তুত। এবং সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ, তারা সকলেই পরিচালনা করে। আগে আলোচনা করা NPN ট্রানজিস্টরের ধরনই একমাত্র সম্ভাব্য সেমিকন্ডাক্টর উপাদান নয়। সুতরাং, PNP ট্রানজিস্টর, সেইসাথে ডায়োডও রয়েছে।
আমরা যদি সংক্ষিপ্তভাবে পরবর্তী সম্পর্কে কথা বলি, তবে এটি এমন একটি উপাদান যা কেবলমাত্র এক দিকে সংকেত প্রেরণ করতে পারে। এছাড়াও ডায়োড ঘুরতে পারে বিবর্তিত বিদ্যুৎস্থায়ী করতে এই রূপান্তরের প্রক্রিয়া কি? এবং কেন এটি শুধুমাত্র এক দিকে সরে যায়? কারেন্ট কোথা থেকে আসে তার উপর নির্ভর করে, ইলেকট্রন এবং ফাঁকগুলি হয় ভিন্ন হতে পারে বা একে অপরের দিকে যেতে পারে। প্রথম ক্ষেত্রে, দূরত্ব বৃদ্ধির কারণে, সরবরাহ সরবরাহ বিঘ্নিত হয়, এবং সেইজন্য নেতিবাচক ভোল্টেজের বাহকগুলি শুধুমাত্র একটি দিকে প্রেরণ করা হয়, অর্থাৎ, সেমিকন্ডাক্টরগুলির পরিবাহিতা একমুখী। সর্বোপরি, উপাদান কণা কাছাকাছি থাকলেই বিদ্যুৎ প্রবাহিত হতে পারে। আর এটা তখনই সম্ভব যখন একদিক থেকে কারেন্ট সরবরাহ করা হয়। এই ধরনের সেমিকন্ডাক্টর যা বিদ্যমান এবং বর্তমানে ব্যবহার করা হচ্ছে।
কন্ডাকটরগুলির বৈদ্যুতিক এবং অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি এই কারণে যে যখন শক্তির স্তরগুলি ইলেকট্রন দিয়ে পূর্ণ হয়, তখন তারা একটি ব্যান্ড গ্যাপ দ্বারা সম্ভাব্য অবস্থা থেকে পৃথক হয়। এর বৈশিষ্ট্য কি? আসলে ব্যান্ড ফাঁকে কোন শক্তির মাত্রা নেই। এটি অমেধ্য এবং কাঠামোগত ত্রুটিগুলির সাহায্যে পরিবর্তন করা যেতে পারে। সর্বোচ্চ সম্পূর্ণরূপে ভরা ব্যান্ডটিকে ভ্যালেন্স ব্যান্ড বলা হয়। এটি একটি অনুমোদিত, কিন্তু খালি দ্বারা অনুসরণ করা হয়. একে কন্ডাকশন ব্যান্ড বলা হয়। সেমিকন্ডাক্টর ফিজিক্স - বেশ আকর্ষণীয় বিষয়, এবং এটি নিবন্ধের মধ্যে ভালভাবে আচ্ছাদিত করা হবে।
এর জন্য, অনুমোদিত অঞ্চলের সংখ্যা এবং আধা-পালসের মতো ধারণাগুলি ব্যবহার করা হয়। প্রথমটির গঠন বিচ্ছুরণ আইন দ্বারা নির্ধারিত হয়। তিনি বলেছেন যে এটি আধা-বেগের উপর শক্তির নির্ভরতা দ্বারা প্রভাবিত হয়। এইভাবে, যদি ভ্যালেন্স ব্যান্ডটি সম্পূর্ণরূপে ইলেকট্রন দিয়ে পূর্ণ হয় (যা সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে চার্জ বহন করে), তবে তারা বলে যে এতে কোনও প্রাথমিক উত্তেজনা নেই। যদি কোনো কারণে কোনো কণা না থাকে, তাহলে এর মানে হল একটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত কোয়াসিপার্টিকল এখানে উপস্থিত হয়েছে - একটি ফাঁক বা একটি গর্ত। তারা ভ্যালেন্স ব্যান্ডের অর্ধপরিবাহীতে চার্জ বাহক।
একটি সাধারণ পরিবাহীতে ভ্যালেন্স ব্যান্ড ছয়গুণ অবক্ষয় হয়। এটি স্পিন-অরবিট মিথস্ক্রিয়াকে বিবেচনায় না নিয়ে এবং শুধুমাত্র যখন আধা-বেগ শূন্য হয়। একই অবস্থার অধীনে, এটি দ্বিগুণ এবং চতুর্গুণ অবক্ষয় অঞ্চলে বিভক্ত হতে পারে। তাদের মধ্যে শক্তি দূরত্বকে স্পিন-অরবিট বিভাজন শক্তি বলা হয়।
তারা বৈদ্যুতিকভাবে নিষ্ক্রিয় বা সক্রিয় হতে পারে। পূর্বের ব্যবহার সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে একটি ইতিবাচক বা নেতিবাচক চার্জ প্রাপ্ত করা সম্ভব করে, যা ভ্যালেন্স ব্যান্ডে একটি গর্ত বা পরিবাহী ব্যান্ডে একটি ইলেক্ট্রনের উপস্থিতি দ্বারা ক্ষতিপূরণ করা যেতে পারে। নিষ্ক্রিয় অমেধ্য নিরপেক্ষ, এবং তারা ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্য একটি অপেক্ষাকৃত দুর্বল প্রভাব আছে. তদুপরি, চার্জ স্থানান্তর প্রক্রিয়া এবং কাঠামোতে অংশ নেওয়া পরমাণুর ভ্যালেন্স যা প্রায়শই গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে
অমেধ্যের ধরন এবং পরিমাণের উপর নির্ভর করে, গর্ত এবং ইলেকট্রনের সংখ্যার মধ্যে অনুপাতও পরিবর্তিত হতে পারে। অতএব, পছন্দসই ফলাফল পেতে সেমিকন্ডাক্টর উপকরণ সবসময় সাবধানে নির্বাচন করা আবশ্যক। এর আগে উল্লেখযোগ্য সংখ্যক গণনা এবং পরবর্তীতে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করা হয়। যে কণাগুলিকে অধিকাংশ লোক সংখ্যাগরিষ্ঠ চার্জ বাহক বলে তারা সংখ্যালঘু।
সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে অমেধ্যগুলির ডোজড প্রবর্তন প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্য সহ ডিভাইসগুলি প্রাপ্ত করা সম্ভব করে তোলে। সেমিকন্ডাক্টরগুলির ত্রুটিগুলি একটি নিষ্ক্রিয় বা সক্রিয় বৈদ্যুতিক অবস্থায়ও হতে পারে। এখানে গুরুত্বপূর্ণগুলি হল স্থানচ্যুতি, অন্তর্বর্তী পরমাণু এবং শূন্যতা। তরল এবং নন-ক্রিস্টালাইন কন্ডাক্টরগুলি স্ফটিকগুলির চেয়ে আলাদাভাবে অমেধ্যগুলির প্রতি প্রতিক্রিয়া দেখায়। একটি অনমনীয় কাঠামোর অভাবের ফলে শেষ পর্যন্ত স্থানচ্যুত পরমাণু একটি ভিন্ন ভ্যালেন্স লাভ করে। এটি তার থেকে আলাদা হবে যার সাথে সে প্রাথমিকভাবে তার সংযোগগুলি পরিপূর্ণ করে। ইলেকট্রন দেওয়া বা লাভ করা পরমাণুর পক্ষে অলাভজনক হয়ে ওঠে। এই ক্ষেত্রে, এটি নিষ্ক্রিয় হয়ে যায়, এবং সেইজন্য অপরিষ্কার অর্ধপরিবাহীগুলির ব্যর্থতার উচ্চ সম্ভাবনা থাকে। এটি এই সত্যের দিকে পরিচালিত করে যে ডোপিং দ্বারা পরিবাহিতার ধরণ পরিবর্তন করা এবং তৈরি করা অসম্ভব, উদাহরণস্বরূপ, একটি পিএন জংশন।
কিছু নিরাকার অর্ধপরিবাহী ডোপিংয়ের সংস্পর্শে এলে তাদের বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করতে পারে। তবে এটি স্ফটিকগুলির তুলনায় অনেক কম পরিমাণে তাদের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। ডোপিং থেকে নিরাকার উপাদানগুলির সংবেদনশীলতা ব্যবহার করে বাড়ানো যেতে পারে প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়াকরণ. পরিশেষে, আমি নোট করতে চাই যে দীর্ঘ এবং কঠোর পরিশ্রমের জন্য ধন্যবাদ, অপরিষ্কার অর্ধপরিবাহী এখনও ভাল বৈশিষ্ট্য সহ বেশ কয়েকটি ফলাফল দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়।
যখন গর্ত এবং ইলেকট্রনের সংখ্যা বিদ্যমান থাকে তা শুধুমাত্র তাপমাত্রা, ব্যান্ড কাঠামোর পরামিতি এবং বৈদ্যুতিকভাবে সক্রিয় অমেধ্যের ঘনত্ব দ্বারা নির্ধারিত হয়। যখন অনুপাত গণনা করা হয়, তখন ধারণা করা হয় যে কিছু কণা পরিবাহী ব্যান্ডে থাকবে (গ্রহণকারী বা দাতা স্তরে)। এছাড়াও বিবেচনায় নেওয়া হয় যে অংশটি ভ্যালেন্স অঞ্চল ছেড়ে যেতে পারে এবং সেখানে ফাঁক তৈরি হয়।
সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে, ইলেকট্রন ছাড়াও, আয়নগুলিও চার্জ বাহক হিসাবে কাজ করতে পারে। কিন্তু তাদের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই নগণ্য। একটি ব্যতিক্রম হিসাবে, শুধুমাত্র আয়নিক সুপারকন্ডাক্টর উদ্ধৃত করা যেতে পারে। সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে তিনটি প্রধান ইলেক্ট্রন স্থানান্তর প্রক্রিয়া রয়েছে:
একটি গর্ত এবং একটি ইলেকট্রন একটি আবদ্ধ অবস্থা তৈরি করতে পারে। একে ওয়ানিয়ার-মট এক্সাইটন বলা হয়। এই ক্ষেত্রে, যা শোষণ প্রান্তের সাথে মিলে যায়, কাপলিং মানের আকার দ্বারা হ্রাস পায়। পর্যাপ্ত হলে, সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে উল্লেখযোগ্য সংখ্যক এক্সিটন তৈরি হতে পারে। তাদের ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে ঘনীভবন ঘটে এবং একটি ইলেক্ট্রন-হোল তরল তৈরি হয়।
এই শব্দগুলি ডিভাইসের সীমানার কাছে অবস্থিত বেশ কয়েকটি পারমাণবিক স্তরকে নির্দেশ করে। পৃষ্ঠ বৈশিষ্ট্য ভলিউমেট্রিক বৈশিষ্ট্য থেকে পৃথক. এই স্তরগুলির উপস্থিতি স্ফটিকের অনুবাদমূলক প্রতিসাম্যকে ভেঙে দেয়। এটি তথাকথিত পৃষ্ঠ অবস্থা এবং পোলারিটনের দিকে পরিচালিত করে। পরেরটির থিমটি বিকাশ করে, আমাদের স্পিন এবং কম্পন তরঙ্গ সম্পর্কেও কথা বলা উচিত। এর রাসায়নিক কার্যকলাপের কারণে, পৃষ্ঠটি বিদেশী অণু বা পরমাণুর একটি মাইক্রোস্কোপিক স্তর দিয়ে আবৃত থাকে যা থেকে শোষিত হয়েছে পরিবেশ. তারা ঐ কয়েকটি পারমাণবিক স্তরের বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে। সৌভাগ্যবশত, অতি-উচ্চ ভ্যাকুয়াম প্রযুক্তির সৃষ্টি, যেখানে সেমিকন্ডাক্টর উপাদানগুলি তৈরি করা হয়, এটি কয়েক ঘন্টার জন্য একটি পরিষ্কার পৃষ্ঠ প্রাপ্ত এবং বজায় রাখা সম্ভব করে, যা ফলস্বরূপ পণ্যের গুণমানের উপর ইতিবাচক প্রভাব ফেলে।
ধাতুর তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে তাদের প্রতিরোধ ক্ষমতাও বৃদ্ধি পায়। সেমিকন্ডাক্টরগুলির সাথে, বিপরীতটি সত্য - একই অবস্থার অধীনে, এই প্যারামিটারটি হ্রাস পাবে। এখানে বিন্দু হল যে কোনো উপাদানের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা (এবং এই বৈশিষ্ট্যপ্রতিরোধের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক) বাহকগুলির বর্তমান চার্জের উপর নির্ভর করে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে তাদের চলাচলের গতি এবং উপাদানের এক ইউনিট আয়তনে তাদের সংখ্যার উপর।
অর্ধপরিবাহী উপাদানগুলিতে, তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে কণার ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়, যার কারণে তাপ পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায় এবং প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়। আপনি তরুণ পদার্থবিদদের একটি সাধারণ সেট দিয়ে এটি পরীক্ষা করতে পারেন এবং প্রয়োজনীয় উপাদান- সিলিকন বা জার্মেনিয়াম, আপনি তাদের থেকে তৈরি একটি সেমিকন্ডাক্টরও নিতে পারেন। তাপমাত্রা বাড়ালে তাদের প্রতিরোধ ক্ষমতা কমে যাবে। এটি নিশ্চিত করার জন্য, আপনাকে স্টক আপ করতে হবে পরিমাপ করার যন্ত্রপাতি, যা আপনাকে সমস্ত পরিবর্তন দেখতে অনুমতি দেবে। এটি সাধারণ ক্ষেত্রে। চলুন ব্যক্তিগত বিকল্প একটি দম্পতি তাকান.
এটি একটি খুব সংকীর্ণ বাধার মধ্য দিয়ে যাওয়া ইলেক্ট্রনগুলির টানেলিংয়ের কারণে যা মাইক্রোমিটারের প্রায় একশত ভাগ সরবরাহ করে। এটি শক্তি জোনের প্রান্তগুলির মধ্যে অবস্থিত। এর উপস্থিতি তখনই সম্ভব যখন শক্তি জোনগুলি কাত হয়, যা শুধুমাত্র একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রভাবের অধীনে ঘটে। যখন টানেলিং ঘটে (যা একটি কোয়ান্টাম যান্ত্রিক প্রভাব), ইলেক্ট্রনগুলি একটি সংকীর্ণ সম্ভাব্য বাধা অতিক্রম করে এবং তাদের শক্তি পরিবর্তন হয় না। এটি উভয় ব্যান্ডে চার্জ ক্যারিয়ারের ঘনত্ব বৃদ্ধি করে: পরিবাহিতা এবং ভ্যালেন্স। যদি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক আয়নাইজেশনের প্রক্রিয়াটি বিকশিত হয় তবে সেমিকন্ডাক্টরের একটি টানেল ভাঙ্গন ঘটতে পারে। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, সেমিকন্ডাক্টরগুলির প্রতিরোধের পরিবর্তন হবে। এটি বিপরীতমুখী, এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি বন্ধ হওয়ার সাথে সাথে সমস্ত প্রক্রিয়া পুনরুদ্ধার করা হবে।
ভিতরে এক্ষেত্রেগর্ত এবং ইলেকট্রনগুলি ত্বরান্বিত হয় যখন তারা একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রভাবের অধীনে গড় মুক্ত পথের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করে যা পরমাণুর আয়নকরণ এবং সমযোজী বন্ধনগুলির একটি (প্রধান পরমাণু বা অশুদ্ধতা) ভাঙতে প্রচার করে। প্রভাব ionization একটি তুষারপাতের মত ঘটে এবং চার্জ বাহক একটি তুষারপাতের মত এটিতে গুন করে। এই ক্ষেত্রে, নতুন তৈরি গর্ত এবং ইলেকট্রন একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ দ্বারা ত্বরান্বিত হয়। চূড়ান্ত ফলাফলে বর্তমান মান প্রভাব ionization সহগ দ্বারা গুণিত হয়, যা সংখ্যার সমানইলেকট্রন-হোল জোড়া যা পাথের একটি অংশে চার্জ ক্যারিয়ার দ্বারা গঠিত হয়। এই প্রক্রিয়ার বিকাশ শেষ পর্যন্ত সেমিকন্ডাক্টরের একটি তুষারপাতের ভাঙ্গনের দিকে পরিচালিত করে। সেমিকন্ডাক্টরগুলির প্রতিরোধও পরিবর্তিত হয়, তবে, টানেল ভাঙ্গনের ক্ষেত্রে এটি বিপরীতমুখী।
কম্পিউটার প্রযুক্তিতে এই উপাদানগুলির বিশেষ গুরুত্ব লক্ষ করা উচিত। আমাদের প্রায় কোনও সন্দেহ নেই যে আপনি সেমিকন্ডাক্টরগুলি কী এমন প্রশ্নে আগ্রহী হবেন না যদি এটি ব্যবহার করে কোনও বস্তুকে স্বাধীনভাবে একত্রিত করার ইচ্ছা না থাকে। সেমিকন্ডাক্টর ছাড়া আধুনিক রেফ্রিজারেটর, টেলিভিশন এবং কম্পিউটার মনিটরের অপারেশন কল্পনা করা অসম্ভব। উন্নত স্বয়ংচালিত উন্নয়ন তাদের ছাড়া করতে পারে না. এগুলি বিমান এবং মহাকাশ প্রযুক্তিতেও ব্যবহৃত হয়। আপনি কি বুঝতে পারেন সেমিকন্ডাক্টর কি এবং তারা কতটা গুরুত্বপূর্ণ? অবশ্যই, আমরা বলতে পারি না যে আমাদের সভ্যতার জন্য এগুলিই একমাত্র অপরিবর্তনীয় উপাদান, তবে আমাদের তাদেরও অবমূল্যায়ন করা উচিত নয়।
অনুশীলনে সেমিকন্ডাক্টরগুলির ব্যবহার অনেকগুলি কারণের কারণেও হয়, যার মধ্যে রয়েছে যে উপাদানগুলি থেকে সেগুলি তৈরি করা হয় তার ব্যাপক প্রাপ্যতা, প্রক্রিয়াকরণের সহজতা এবং পছন্দসই ফলাফল পাওয়া এবং অন্যান্য। প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য, যার জন্য বৈদ্যুতিন সরঞ্জাম তৈরি করা বিজ্ঞানীদের পছন্দ তাদের উপর স্থায়ী হয়েছিল।
আমরা সেমিকন্ডাক্টর কি এবং তারা কিভাবে কাজ করে তা বিস্তারিতভাবে দেখেছি। তাদের প্রতিরোধ জটিল উপর ভিত্তি করে শারীরিক এবং রাসায়নিক প্রক্রিয়া. এবং আমরা আপনাকে অবহিত করতে পারি যে নিবন্ধে বর্ণিত তথ্যগুলি সেমিকন্ডাক্টরগুলি কী তা সম্পূর্ণরূপে বুঝতে পারবে না, এই সাধারণ কারণে যে এমনকি বিজ্ঞান তাদের কাজের বৈশিষ্ট্যগুলি পুরোপুরি অধ্যয়ন করেনি। কিন্তু আমরা তাদের মৌলিক বৈশিষ্ট্য এবং বৈশিষ্ট্য জানি, যা আমাদের অনুশীলনে তাদের ব্যবহার করতে দেয়। অতএব, আপনি সেমিকন্ডাক্টর উপকরণগুলি সন্ধান করতে পারেন এবং সতর্কতা অবলম্বন করে সেগুলি নিজেই পরীক্ষা করতে পারেন। কে জানে, হয়ত আপনার মধ্যে কোন মহান অভিযাত্রী আছে?!
আমরা কন্ডাক্টর এবং ডাইলেক্ট্রিক সম্পর্কে কথা বলেছি এবং সংক্ষেপে উল্লেখ করেছি যে সেখানে আছে মধ্যবর্তী ফর্মপরিবাহিতা, যা নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে একটি পরিবাহী বা অস্তরক বৈশিষ্ট্য গ্রহণ করতে পারে। এই ধরনের পদার্থকে সেমিকন্ডাক্টর বলে।
আমি আপনাকে মনে করিয়ে দিই: বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যের পরিপ্রেক্ষিতে, অর্ধপরিবাহী কন্ডাক্টর এবং কারেন্টের অ-পরিবাহীগুলির মধ্যে একটি মধ্যম স্থান দখল করে।
প্রায়শই, জার্মেনিয়াম, সিলিকন অর্ধপরিবাহী উত্পাদনের জন্য ব্যবহৃত হয় এবং কম প্রায়ই - সেলেনিয়াম, কাপরাস অক্সাইড এবং অন্যান্য পদার্থ।
সেমিকন্ডাক্টরগুলির বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল। পরম শূন্য (-273C) এর কাছাকাছি তাপমাত্রায়, তারা বৈদ্যুতিক প্রবাহের সাথে নিরোধক হিসাবে আচরণ করে। বেশিরভাগ কন্ডাক্টর, বিপরীতভাবে, এই তাপমাত্রায় সুপারকন্ডাক্টিং হয়ে যায়, অর্থাৎ, তারা স্রোতের প্রায় কোন প্রতিরোধের প্রস্তাব দেয় না। পরিবাহীর তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে বৈদ্যুতিক প্রবাহের প্রতি তাদের প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায় এবং সেমিকন্ডাক্টরগুলির প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়। আলোর সংস্পর্শে এলে পরিবাহীর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিবর্তিত হয় না। আলোর প্রভাবে অর্ধপরিবাহীর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা, তথাকথিত ফটোকন্ডাক্টিভিটি বৃদ্ধি পায়।
অর্ধপরিবাহী আলোক শক্তিকে বৈদ্যুতিক প্রবাহে রূপান্তর করতে পারে। এটি কন্ডাক্টরদের জন্য একেবারে সাধারণ নয়। সেমিকন্ডাক্টরগুলির বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায় যখন কিছু অন্যান্য উপাদানের পরমাণুগুলি তাদের মধ্যে প্রবর্তিত হয়। কন্ডাক্টরগুলির বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা হ্রাস পায় যখন তাদের মধ্যে অমেধ্য প্রবর্তিত হয়।
জার্মেনিয়াম এবং সিলিকন, যা অনেক আধুনিক সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের প্রারম্ভিক উপকরণ, প্রত্যেকটির শেলের বাইরের স্তরে চারটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন রয়েছে।মোট, একটি জার্মেনিয়াম পরমাণুতে 32টি ইলেকট্রন এবং একটি সিলিকন পরমাণুতে 14টি ইলেকট্রন থাকে৷কিন্তু 28টি জার্মেনিয়াম ইলেকট্রন এবং 10টি সিলিকন ইলেকট্রন, তাদের খোসার অভ্যন্তরীণ স্তরে অবস্থিত, নিউক্লিয়াস দ্বারা দৃঢ়ভাবে ধারণ করা হয় এবং কোন অবস্থাতেই তাদের থেকে আলাদা করা হয় না৷ তাদের এই সেমিকন্ডাক্টরের পরমাণুর মাত্র চারটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন মুক্ত হতে পারে, এবং তারপরও সবসময় নয়। একটি অর্ধপরিবাহী পরমাণু যা কমপক্ষে একটি ইলেকট্রন হারিয়েছে তা একটি ধনাত্মক আয়ন হয়ে যায়। একটি অর্ধপরিবাহীতে, পরমাণুগুলি একটি কঠোর ক্রমে সাজানো হয়: তাদের প্রত্যেকটি চারটি অনুরূপ পরমাণু দ্বারা বেষ্টিত। তারা একে অপরের এত কাছাকাছি অবস্থিত যে তাদের ভ্যালেন্স ইলেকট্রনগুলি সমস্ত প্রতিবেশী পরমাণুর চারপাশে একক কক্ষপথ তৈরি করে, তাদের একটি একক পদার্থে আবদ্ধ করে।
একটি অর্ধপরিবাহী স্ফটিকের পরমাণুর এই সম্পর্কটিকে একটি সমতল চিত্রের আকারে কল্পনা করা যেতে পারে, যেমনটি চিত্রে দেখানো হয়েছে। 1, ক. এখানে, "+" চিহ্ন সহ বড় বলগুলি প্রচলিতভাবে ইলেক্ট্রন শেল (ধনাত্মক আয়ন) এর ভিতরের স্তর সহ পারমাণবিক নিউক্লিয়াস এবং ছোট বলগুলিকে উপস্থাপন করে - ঝালর ইলেকট্রন
. প্রতিটি পরমাণু ঠিক একইভাবে চারটি দ্বারা বেষ্টিত। তাদের যে কোনও একটি প্রতিবেশীর সাথে দুটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন দ্বারা সংযুক্ত থাকে, যার একটি "নিজের" এবং দ্বিতীয়টি "প্রতিবেশী" থেকে ধার করা হয়। এটি একটি দ্বি-ইলেক্ট্রন, বা ভ্যালেন্স, বন্ড। সবচেয়ে শক্তিশালী সংযোগ!
পরিবর্তে, প্রতিটি পরমাণুর ইলেকট্রন শেলের বাইরের স্তরে আটটি ইলেকট্রন থাকে: চারটি নিজস্ব এবং একটি প্রতিবেশী চারটি পরমাণু থেকে। এখানে ভ্যালেন্স ইলেকট্রনগুলির মধ্যে কোনটি "আপনার" এবং কোনটি "বিদেশী" তা পার্থক্য করা আর সম্ভব নয়, যেহেতু তারা সাধারণ হয়ে উঠেছে। একটি জার্মেনিয়াম বা সিলিকন ক্রিস্টালের সমগ্র ভরের মধ্যে পরমাণুর এই ধরনের সংযোগের সাথে, আমরা বিবেচনা করতে পারি যে সেমিকন্ডাক্টর স্ফটিক একটি বড় অণু। একটি অর্ধপরিবাহীতে পরমাণুর আন্তঃসংযোগের চিত্রটি চিত্রে দেখানো হিসাবে চিত্রিত করে স্পষ্টতার জন্য সরলীকৃত করা যেতে পারে। 1, 6. এখানে, অভ্যন্তরীণ ইলেকট্রন শেল সহ পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে একটি প্লাস চিহ্ন সহ বৃত্ত হিসাবে দেখানো হয়েছে এবং আন্তঃপরমাণু বন্ধনগুলি ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের প্রতীক দুটি লাইন হিসাবে দেখানো হয়েছে।
পরম শূন্যের কাছাকাছি তাপমাত্রায়, একটি অর্ধপরিবাহী একটি পরম ননকন্ডাক্টরের মতো আচরণ করে কারণ এতে কোনো মুক্ত ইলেকট্রন নেই। তাপমাত্রা বৃদ্ধি না হলে পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের সাথে ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের সংযোগ দুর্বল হয়ে যায় এবং তাদের মধ্যে কিছু কারণে তাপীয় আন্দোলনতাদের পরমাণু ছেড়ে যেতে পারে। একটি আন্তঃপরমাণবিক বন্ধন থেকে পালিয়ে যাওয়া একটি ইলেকট্রন হয়ে যায় বিনামূল্যে (চিত্র 1, বি - কালো বিন্দুতে), এবং যেখানে এটি আগে ছিল, সেখানে একটি খালি স্থান তৈরি হয়। একটি সেমিকন্ডাক্টরের আন্তঃপরমাণু বন্ধনে এই ফাঁকা স্থানটিকে প্রচলিতভাবে বলা হয় গর্ত (চিত্র 1, খ-এ একটি ভাঙা লাইন আছে)। তাপমাত্রা যত বেশি হবে, তত বেশি মুক্ত ইলেকট্রন এবং গর্ত প্রদর্শিত হবে। সুতরাং, একটি অর্ধপরিবাহীর ভরে একটি গর্তের গঠন একটি পরমাণুর শেল থেকে একটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের প্রস্থানের সাথে জড়িত এবং একটি গর্তের চেহারা একটি ধনাত্মক চেহারার সাথে মিলে যায়। বৈদ্যুতিক আধান, ঋণাত্মক ইলেকট্রনের সমান।
চিত্র 1. একটি অর্ধপরিবাহী স্ফটিক (a) এ পরমাণুর সম্পর্কের চিত্র এবং এর গঠনের একটি সরলীকৃত চিত্র (b)।
এখন চিত্রটি দেখুন। 2. এটি পরিকল্পিতভাবে একটি সেমিকন্ডাক্টরে বর্তমান প্রজন্মের ঘটনাটি দেখায়। কারেন্টের কারণ হল খুঁটিতে প্রয়োগ করা ভোল্টেজ (চিত্র 2-এ, ভোল্টেজের উৎসটিকে "+" এবং "-" চিহ্ন দ্বারা প্রতীকী করা হয়েছে). তাপীয় ঘটনার কারণে, সেমিকন্ডাক্টরের পুরো ভর জুড়ে আন্তঃপরমাণু বন্ধন থেকে একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক ইলেকট্রন নির্গত হয় (চিত্র 2-এ তারা তীর সহ বিন্দু দ্বারা নির্দেশিত)। ভোল্টেজ উৎসের ধনাত্মক মেরুর কাছে নিঃসৃত ইলেকট্রন এই মেরু দ্বারা আকৃষ্ট হয় এবং অর্ধপরিবাহী ভর ত্যাগ করে, গর্ত পিছনে ফেলে। ধনাত্মক মেরু থেকে কিছু দূরত্বে আন্তঃপরমাণু বন্ধন রেখে যাওয়া ইলেকট্রনগুলিও এটি দ্বারা আকৃষ্ট হয় এবং এর দিকে চলে যায়। কিন্তু, তাদের পথে গর্তের সম্মুখীন হওয়ার পর, ইলেক্ট্রনগুলি তাদের মধ্যে "ঝাঁপিয়ে পড়ে" বলে মনে হয় (চিত্র 2, ক), এবং আন্তঃপরমাণু বন্ধনগুলি ভরাট হয়ে গেছে। এবং ঋণাত্মক মেরুর নিকটতম গর্তগুলি ঋণাত্মক মেরুর কাছাকাছি অবস্থিত পরমাণু থেকে পালিয়ে যাওয়া অন্যান্য ইলেকট্রন দ্বারা ভরা হয় (চিত্র 2, খ)। অর্ধপরিবাহীতে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সক্রিয় থাকাকালীন, এই প্রক্রিয়াটি চলতে থাকে: কিছু আন্তঃপরমাণু বন্ধন ভেঙে যায় - ভ্যালেন্স ইলেকট্রনগুলি সেগুলি ছেড়ে যায়, গর্ত দেখা দেয় - এবং অন্যান্য আন্তঃপরমাণু বন্ধনগুলি পূর্ণ হয় - অন্য কিছু আন্তঃপরমাণু বন্ধন থেকে ইলেকট্রনগুলি গর্তে "ঝাঁপ" দেয় (চিত্র 2, খ-গ)।
চিত্র 2. ইলেকট্রন এবং গর্তের গতিবিধি।
পরম শূন্যের উপরে তাপমাত্রায়, বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র না থাকলেও একটি অর্ধপরিবাহীতে মুক্ত ইলেকট্রন এবং ছিদ্র ক্রমাগত উপস্থিত হয় এবং অদৃশ্য হয়ে যায়। কিন্তু ইলেকট্রন এবং গর্ত বিশৃঙ্খলভাবে ভিতরে চলে যায় বিভিন্ন পক্ষএবং সেমিকন্ডাক্টরের বাইরে যাবেন না। একটি বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীতে, সময়ের প্রতিটি মুহূর্তে নির্গত ইলেকট্রনের সংখ্যা এই ক্ষেত্রে গঠিত গর্তের সংখ্যার সমান. ঘরের তাপমাত্রায় তাদের মোট সংখ্যা তুলনামূলকভাবে কম। অতএব, যেমন একটি অর্ধপরিবাহী বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা হয় (নিজের বলা হয়) , ছোট, এটি বৈদ্যুতিক প্রবাহের প্রতিরোধের বেশ অনেক প্রদান করে। কিন্তু যদি একটি বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীতে অন্যান্য উপাদানের পরমাণুর আকারে একটি নগণ্য পরিমাণ অপরিচ্ছন্নতা যোগ করা হয়, তবে এর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা তীব্রভাবে বৃদ্ধি পাবে। এই ক্ষেত্রে, অশুদ্ধতা উপাদানগুলির পরমাণুর গঠনের উপর নির্ভর করে, সেমিকন্ডাক্টরের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা হবে ইলেকট্রনিক বা গর্ত .
যদি একটি সেমিকন্ডাক্টর স্ফটিকের কোনো পরমাণু একটি অ্যান্টিমনি পরমাণু দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়, যার ইলেক্ট্রন শেলের বাইরের স্তরে পাঁচটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন রয়েছে, এই "এলিয়েন" পরমাণুটি সেমিকন্ডাক্টরের চারটি প্রতিবেশী পরমাণুর সাথে চারটি ইলেকট্রনের সাথে বন্ধন করবে। অ্যান্টিমনি পরমাণুর পঞ্চম ভ্যালেন্স ইলেকট্রন হবে "অতিরিক্ত" এবং মুক্ত হয়ে যাবে। অর্ধপরিবাহীতে যত বেশি অ্যান্টিমনি পরমাণু প্রবর্তিত হবে, তত বেশি মুক্ত ইলেকট্রন তার ভরে থাকবে। ফলস্বরূপ, অ্যান্টিমনির সংমিশ্রণ সহ একটি অর্ধপরিবাহী তার বৈশিষ্ট্যে একটি ধাতুর কাছাকাছি: একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ এটির মধ্য দিয়ে যাওয়ার জন্য, এতে আন্তঃপরমাণু বন্ধনগুলিকে অবশ্যই ধ্বংস করতে হবে না। এগুলিকে বৈদ্যুতিক পরিবাহী বা টাইপ (n) অর্ধপরিবাহী বলা হয়। এখানে ল্যাটিন অক্ষর n হল ল্যাটিন শব্দের প্রাথমিক অক্ষর নেতিবাচক (নেতিবাচক), যার অর্থ "নেতিবাচক" . এই ক্ষেত্রে এই শব্দটি এই অর্থে বোঝা উচিত যে একটি এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরে প্রধান বর্তমান বাহক হল ঋণাত্মক চার্জ, যেমন ইলেকট্রন
একটি সম্পূর্ণ ভিন্ন চিত্র দেখা যাবে যদি তিনটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন সহ পরমাণু, উদাহরণস্বরূপ ইন্ডিয়াম, অর্ধপরিবাহীতে প্রবর্তিত হয়। প্রতিটি ইন্ডিয়াম ধাতব পরমাণু তার তিনটি ইলেকট্রন সহ সেমিকন্ডাক্টরের শুধুমাত্র তিনটি প্রতিবেশী পরমাণুর সাথে বন্ধন পূরণ করবে এবং চতুর্থটির সাথে বন্ধন পূরণ করার জন্য এটিতে একটি ইলেকট্রনের অভাব রয়েছে। একটি গর্ত তৈরি হয়। এটি, অবশ্যই, সেমিকন্ডাক্টরের অন্যান্য পরমাণুর সাথে ভ্যালেন্স বন্ধন থেকে পালিয়ে যাওয়া ইলেক্ট্রন দিয়ে পূর্ণ হতে পারে। যাইহোক, গর্তগুলি যেখানেই থাকুক না কেন, ইন্ডিয়াম-ডোপড সেমিকন্ডাক্টরের ভরে সেগুলি পূরণ করার জন্য পর্যাপ্ত ইলেকট্রন থাকবে না। এবং অর্ধপরিবাহীতে যত বেশি ইন্ডিয়াম অপরিষ্কার পরমাণু প্রবর্তিত হয়, তাতে তত বেশি গর্ত তৈরি হয়। এই ধরনের একটি অর্ধপরিবাহীতে ইলেকট্রন চলাচলের জন্য, পরমাণুর মধ্যে ভ্যালেন্স বন্ধনগুলি অবশ্যই ধ্বংস করতে হবে। যে ইলেকট্রনগুলি তাদের থেকে পালিয়ে যায় বা বাইরে থেকে অর্ধপরিবাহীতে প্রবেশ করা ইলেকট্রনগুলি গর্ত থেকে গর্তে চলে যায়। এবং সেমিকন্ডাক্টরের পুরো ভরে সময়ের যেকোনো মুহূর্তে গর্তের সংখ্যা মুক্ত ইলেকট্রনের মোট সংখ্যার চেয়ে বেশি হবে। এগুলিকে গর্ত বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা বা টাইপ (পি) সহ অর্ধপরিবাহী বলা হয়।
ল্যাটিন অক্ষর r - একটি ল্যাটিন শব্দের প্রথম অক্ষর পজিটিভ (ইতিবাচক), যার অর্থ "ইতিবাচক"।
এই ক্ষেত্রে এই শব্দটি এই অর্থে বোঝা উচিত যে টাইপ (পি) এর সেমিকন্ডাক্টরের ভরে বৈদ্যুতিক প্রবাহের ঘটনাটি ধনাত্মক চার্জের ক্রমাগত উপস্থিতি এবং অদৃশ্য হওয়ার সাথে রয়েছে - গর্ত। সেমিকন্ডাক্টরের ভর দিয়ে চলমান, গর্তগুলি বর্তমান বাহক হিসাবে কাজ করে। পি টাইপের সেমিকন্ডাক্টর, সেইসাথে টাইপ এন, বিশুদ্ধগুলির তুলনায় বহুগুণ ভাল বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা রয়েছে।
এটা অবশ্যই বলা উচিত যে সম্পূর্ণরূপে বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহী এবং একেবারে বৈদ্যুতিক পরিবাহী প্রকার n এবং p উভয়ই কার্যত নেই। একটি অর্ধপরিবাহী indium সঙ্গে ডোপড থাকতে হবে সামান্য পরিমাণকিছু অন্যান্য উপাদানের পরমাণু যা এটিকে বৈদ্যুতিন পরিবাহিতা দেয় এবং অ্যান্টিমনির মিশ্রণের সাথে এমন উপাদানগুলির পরমাণু রয়েছে যা এতে গর্ত বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা তৈরি করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি অর্ধপরিবাহীতে, যার সামগ্রিক বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা n টাইপ আছে, সেখানে এমন গর্ত রয়েছে যা অ্যান্টিমনি অপরিষ্কার পরমাণু থেকে মুক্ত ইলেকট্রন দিয়ে পূর্ণ করা যেতে পারে। ফলস্বরূপ, বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা কিছুটা খারাপ হবে, তবে সাধারণভাবে এটি বৈদ্যুতিন পরিবাহিতা বজায় রাখবে। মুক্ত ইলেকট্রন একটি গর্ত অক্ষর সঙ্গে একটি অর্ধপরিবাহী প্রবেশ যদি একটি অনুরূপ ঘটনা পরিলক্ষিত হবে.
অতএব, এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে, প্রধান বর্তমান বাহক হল ইলেকট্রন (ইলেক্ট্রনিক বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা প্রাধান্য পায়), এবং পি-টাইপ সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে, প্রধান বর্তমান বাহক হল গর্ত (হোল বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা প্রধান)।
