অৰ্ধপৰিবাহী

যিবিলাক পদাৰ্থৰ বৈদ্যুতিক পৰিবাহীতাৰ মান পৰিবাহী পদাৰ্থৰ বৈদ্যুতিক পৰিবাহীতাতকৈ বেছি আৰু অপৰিবাহী পদাৰ্থৰ বৈদ্যুতিক পৰিবাহীতাতকৈ কম হয়, সে‌ইবিলাক পদাৰ্থক অৰ্ধপৰিবাহী (ইংৰাজী ভাষা: Semi-conductors) বুলি কোৱা হয়। অৰ্থা‌ৎ অৰ্ধপৰিবাহীৰ বৈদ্যুতিক পৰিবাহীতাৰ মান ১০৩-ৰ পৰা ১০-৮ চিমেন প্ৰতি চেণ্টিমিটাৰৰ ভিতৰত হয়। অনাতাঁৰ প্ৰযুক্তি, কম্পিউটাৰ, টেলিফোন আৰু অন্যান্য বহুতো আধুনিক ইলেক্ট্ৰনিক সা-সজুলিৰ ভেটি হৈছে অৰ্ধপৰিবাহী পদৰ্থবোৰ। এ‌ই সজুলিবোৰত ব্যৱহৃত ট্ৰেনজিষ্টৰ, পোহৰ বিকৰণ কৰিব পৰা ডায়ড(light-emitting diode)কে ধৰি বিভিন্ন ধৰণৰ ডায়ড, চিলিকন নিয়ন্ত্ৰিত ৰেক্টিফায়াৰ, ডিজিটেল আৰু এনালগ সংযুগ্ম বৰ্তনী (integrated circuit) আদি সজুলি অৰ্ধপৰিবাহী ব্যৱহাৰ কৰি নিৰ্মাণ কৰা হয়। একেদৰে অৰ্ধপৰিবাহী সৌৰ ফ’ট’ভল্টে‌ইক পেনেলৰ দ্বাৰা সূৰ্যৰ পোহৰ শক্তিক প্ৰত্যক্ষভৱে বৈদ্যুতিক শক্তিলৈ পৰিৱৰ্তন কৰিব পৰা হৈছে। ধাতবীয় পৰিবাহী পদৰ্থবোৰত ইলেক্ট্ৰনৰ গতিৰ কাৰণে বিদ্যু‌ৎ প্ৰৱাহৰ সৃষ্টি হয়। আনহাতে অৰ্ধপৰিবাহী পদৰ্থবোৰত বিদ্যু‌ৎ প্ৰৱাহ ইলেক্ট্ৰনৰ গতি নাইবা ধনাত্মক ভাৱে আহিত হ’লৰ কাৰণে সৃষ্টি হয়। সাধাৰণতে অৰ্ধপৰিবাহী পদৰ্থবোৰ স্ফটিকীয় গোটা পদাৰ্থ হয়, কিন্তু ‌‌‌‌অনিয়তাকাৰ আৰু তৰল অৰ্ধপৰিবাহীও পোৱা যায়।

ব্যৱসায়িকভাৱে চিলিকনক সধাৰণতে অৰ্ধপৰিবাহী হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰা হয়। কিন্তু জাৰ্মেনিয়াম,গেলিয়াম আৰ্চেনাইড আৰু চিলিকন কাৰ্বাইড আদি পদাৰ্থও অৰ্ধপৰিবাহী হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰা হয়। বিশুদ্ধ অৰ্ধপৰিবাহীত খুব কম পৰিমানে অন্য কিছুমান বিশেষ পদাৰ্থ যোগ কৰি পৰিবাহীতা আৰু অন্যান্য কিছুমান ধৰ্ম‌ নিয়ন্ত্ৰিতভৱে সলনি কৰিব‌ পাৰি। বিশুদ্ধ অৰ্ধপৰিবাহীত যোগ দিয়া এ‌ই পদৰ্থবোৰক “ড’পেণ্ট” বোলা হয়। স্ফটিকীয় চিলিকনত গলিত অৱস্থাত ব’ৰ’ণ, ফচফৰাচ আদি অশুদ্ধি যোগ কৰি গোট মাৰিবলৈ দি ড’পেণ্ট যোগ কৰা হয়। এ‌ই প্ৰক্ৰিয়াটোক “ড’পিং” বোলা হয়।

শক্তি পটী আৰু বিদ্যুৎ পৰিবহীতা

ইলেক্ট্ৰনৰ শক্তি কিছুমান ‘শক্তিস্তৰ’ৰ হিচাপত থাকে। স্ফটিক পদাৰ্থবোৰত কে‌ইবাটাও শক্তি স্তৰ লগ লাগি কিছুমান শক্তিৰ পটী সৃষ্টি কৰে। স্ফটিক পদাৰ্থবোৰত ইলেক্ট্ৰনৰ শক্তি এনে নিৰ্দিষ্ট পটীৰ ভিতৰতহে থাকে। প্ৰতিটো শক্তি পটীত ইলেক্ট্ৰনৰ অসংখ্য বিচ্ছিন্ন কোৱাণ্টাম স্তৰ থাকে। কম শক্তিযুক্ত (নিক্লিয়াচৰ ওচৰৰ) সৰহ সংখ্যক স্তৰে‌ই এটা নিৰ্দিষ্ট পটীলৈকে ইলেক্ট্ৰনৰ দ্বাৰা পূৰ্ণ হৈ থাকে। এ‌ই নিৰ্দিষ্ট পটীটোক যোজ্যতা পটী বোলা হয়। যোজ্যতা পটীৰ ওপৰৰ পটীটোক পৰিবহন পটী বোলা হয়। পৰিবহন পটীত থকা ইলেক্ট্ৰনবোৰ নিউক্লিয়াচৰ প্ৰভাৱৰ পৰা মুক্ত হয় আৰু ইহঁতে বিদ্যুৎ পৰিৱহনত ভাগ লয়। যোজ্যতা পাটী আৰু পৰিৱহন পটীৰ মাজৰ শক্তিৰ ফাঁকটোক নিষিদ্ধ পটী বোলা হয়।

শক্তি পটীৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি আমি পৰিবাহী, অৰ্ধপৰিবাহী আৰু অপৰিবাহী পদাৰ্থৰ ধাৰণা ল’ব পাৰোঁ।^১

• পৰিবাহীত নিষিদ্ধ পটী নাথাকে আৰু পৰিবহণ পটী আৰু যোজ্যতা পটীৰ কিছু অংশ ওপৰা-উপৰিকৈ থাকে। পৰিবহন পটীত থকা ইলেক্ট্ৰনৰ সংখ্যা অতি বেছি হয়। সেয়েহে পৰিবাহী পদাৰ্থবোৰৰ বিদ্যুৎ পৰিবাহীতা বেছি হয়।
• অপৰিবাহীৰ ক্ষেত্ৰত নিষিদ্ধ পটী যথেষ্ট ডাঙৰ (প্ৰায় ৬ ইলেক্ট্ৰন ভল্ট) হয় আৰু পৰিবহন পটীত ইলেক্ট্ৰন নাথাকে। যোজ্যতা পটী ইলেক্ট্ৰণৰ দ্বাৰা পূৰ্ণ হৈ থাকে। সেয়েহে অপৰিবাহীৰ বিদ্যুৎ পৰিবাহীতা অতি কম হয়।
• আনহাতে অৰ্দ্ধপৰিবাহীৰ ক্ষেত্ৰত নিষিদ্ধ পটী খুব সৰু (0.২ৰ পৰা ২.৫ ইলেক্ট্ৰন ভল্ট) হয়। সেয়েহে অৰ্ধপৰিবাহীৰ বিদ্যুৎ পৰিবহীতা পৰিবাহীতকৈ কম হয় আৰু অপৰিবাহীতকৈ বেছি হয়।

পৰম শূণ্য উষ্ণতাত অৰ্ধপৰিবাহীৰ পৰিবহণ পটীত কোনো ইলেক্ট্ৰন নাথকে আৰু যোজ্যতা পটী পূৰ্ণ হৈ থাকে। সেয়েহে পৰম শূণ্য উষ্ণতাত অৰ্ধপৰিবাহীবোৰে অপৰিবাহীৰ দৰে আচৰণ কৰে। কিন্তু উষ্ণতা বঢ়াৰ লগে লগে নিষিদ্ধ পটী সৰু হৈ আহে আৰু যোজ্যতা পটীৰ কিছুমান ইলেক্ট্ৰনে প্ৰযোজনীয় শক্তি শক্তিআহৰণ কৰি পৰিবহণ পটীলৈ যায়, ফলত উষ্ণতা বঢ়াৰ লগে লগে অৰ্ধপৰিবাহীৰ পৰিবাহীতা বৃদ্ধি পায়। যোজ্যতা পটীৰ পৰা ইলেক্ট্ৰন পৰিবহণ পটীলৈ গতি কৰাৰ ফলত যোজ্যতা পটীত কিছুমান শূণ্য ঠাইৰ সৃষ্টি হয়। এ‌ইবোৰক 'হ’ল' বোলা হয়।

বাহ্যিক সংযোগ

• Howstuffworks' semiconductor page
• Semiconductor Concepts at Hyperphysics
• Calculator for the intrinsic carrier concentration in silicon
• Semiconductor OneSource Hall of Fame, Glossary
• Principles of Semiconductor Devices by Bart Van Zeghbroeck, University of Colorado. An online textbook
• US Navy Electrical Engineering Training Series
• NSM-Archive Physical Properties of Semiconductors
• Semiconductor Manufacturer List
• ABACUS: Introduction to Semiconductor Devices – by Gerhard Klimeck and Dragica Vasileska, online learning resource with simulation tools on NanoHUB
• Organic Semiconductor page
• DoITPoMS Teaching and Learning Package- "Introduction to Semiconductors"
• Semiconductor R&D Talent Locations report