အီလက္ထရြန္နစ္ပစၥည္းမ်ား မည္ကဲ႔သို႔အလုပ္လုပ္ႀကသည္ကို နားလည္သေဘာေပါက္ရန္ အရာဝတၳဳမ်ားတြင္ မည္သည္႔နည္းျဖင္႔ လွ်ပ္စစ္ စီးသည္ကိုနားလည္ရမည္။ လွ်ပ္စီး၏အားသက္ေရာက္မွူ အေျခခံသေဘာကို နားမလည္လွ်င္diodesမ်ား transistor မ်ား အလုပ္လုပ္ပံုကို နားမလည္နုိင္ေပ။ ယခုအခန္းခြဲကိုေလ႔လာျပီးေသာအခါ တပိုင္းလ်ွပ္ကူးအတြင္း မည္ကဲ႔သို႔ လွ်စ္စီးထုတ္လုပ္ပံု၊ အီလက္ထရြန္မ်ားစီးဆင္းပံု၊ hole အေႀကာင္း၊ electron-hole အတြဲအေႀကာင္း၊ ျပန္လည္ေပါင္းစည္းျခင္း၊ electron current နွင္႔ hole current ကြာျခားပံု တို႔ကို နားလည္သေဘာေပါက္ရေပမည္။
ယခင္သိခဲ႔ျပီးသည္႔အတိုင္း အက္တမ္၏ အီလက္ထရြန္မ်ားသည္ ေဖာ္ျပခဲ႔ျပီးေသာ အစုမ်ားအတြင္းတည္ရွိသည္။ ႏ်ဴကxxxယပ္စ္ ပတ္လည္ရွိ ရွဲလ္တခုစီသည္ စြမး္အင္အစုတခုနွင္႔ စပ္ဆက္ေနျပီး အီလက္ထရြန္မရွိေသာ energy gaps မ်ားနွင္႔ခြဲျခားထားသည္။ပံု ၁.၁၀ သန္႔စင္ေသာဆီလီကြန္ ခရစ္စတယ္ အတြင္းရွိ ျပင္ပအားသက္ေရာက္ျခင္းမရွိေသးေသာ(အပူစြမ္းအင္ကဲ႔သုိ႔) အက္တမ္အတြက္ စြမ္းအင္အစုပံုကိုေဖာ္ျပထားသည္။ ငွငး္သည္ အပူခ်ိန္ 0 Kelvin တြင္သာျဖစ္ေပၚသည္။
Electrons နွင္႔ ့holes မ်ားလွ်ပ္ကူးျခင္း (Conduction Electrons and Holes)
အခန္းအပူခ်ိန္တြင္ သန္႔စင္ေသာ ဆီလီကြန္ ခရစ္စတယ္ တြင္ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္ျဖစ္ရန္ valence band မွ conduction band သုိ႔ကူးေျပာင္းခ်င္ေသာ အျပင္ဘက္ဆံုး အီလက္ထရြန္ အခ်ိဳ႔အတြက္ လံုေလာက္ေသာ အပူစြမး္အင္ရွိသည္။ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္မ်ားကို လ်ွပ္ကူးအီလက္ထရြန္မ်ား (conduction electrons) ဟုလည္းေခၚသည္။ငွင္းကို ပံု ၁.၁၁(က) တြင္ျပထားျပီး ငွငး္တုိ႔ bonding ျဖစ္ေနပံုကို ပံု ၁.၁၁(ခ)တြင္ျပထားသည္။
ပံု ၁.၁၁ (ခ)
အီလက္ထရြန္တလံုးသည္ conduction band သို႔ ကူးေျပာင္းသြားေသာအခါ ခရစ္စတယ္တယ္ အတြငး္ရွိ valence band တြင္ ေနရာလြတ္က်န္ခဲ႔သည္။ထိုေနရာလြတ္ကို hole ဟုေခၚသည။္ျပင္ပအားျဖင္႔ conduction band သုိ႔ေရာက္ရွိလာေသာ အီလက္ထရြန္တိုင္းအတြက္ valence band တြင္ hole က်န္ခဲ႔သည္။ထိုသုိ႔ဖန္တီးထားျခင္းကို hole-electron pair ဟုေခၚသည္။ conduction band တြငး္ရွိအီလက္ထရြန္တလံုးသည္ စြမ္းအင္ဆံုးရွံုးျပီး valence band တြင္းရွိ hole သုိ႔ ျပန္လည္ေရာက္ရွိလာျခင္းကို ျပန္လည္ေပါင္းစည္းျခင္း(Recombination) ဟုေခၚသည္။
အက်ဥ္းခ်ဳပ္ႀကည္႔လ်ွင္ အခန္းအပူခ်ိန္တြင္ သန္႔စင္ဆီလီကြန္၏အစိတ္အပိုင္းတြင္ conduction bandသို႔ ေရာက္သြားေသာ မည္သည္႔ အက္တမ္ကမွ် ဆြဲငင္နုိင္ျခင္းမရွိေသာ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္အခ်ိဳ႔ရွိျပီး ထုိအီလက္ထရြန္မ်ားသည္ အရာ၀တၳဳမ်ားတေလ်ာက္ျဖတ္ သန္းသြားႀကသည္။(လ်ွပ္စီးအျဖစ္စီးဆင္းႀကသည္) အီလက္ထရြန္မ်ား condution band သို႔ ကူးေျပာင္းသြားေသာအခါ ထိုအေရအတြက္ အတိုင္း valence band အတြငး္ hole မ်ားက်န္ခဲ႔သည္။ ပံု ၁.၂ တြင္ျပထားသည္။
အီလက္ထရြန္လွ်ပ္စီး နွင္႔ ဟိုးလွ်ပ္စီး (Electron Current and Hole Current)
သန္႔စင္အီလက္ထရြန္ အစိတ္အပိုင္းတခု ကို voltage ေပးေသာအခါ ပံု ၁ ၁၃ တြင္ ျပထားသည္႔အတိုင္း လြတ္လပ္စြာ ေရြလ်ားနိုင္ ေသာ crystal တည္ေဆာက္ပံု ရွိသည္႔ conduction band တြင္ အပူေႀကာင္႔ ထုတ္လြတ္ေသာ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္မ်ား ကိုအေပါင္း ဘက္ အစြန္းကို လြယ္ကူစြာဆြဲငင္နိုင္ႀကသည္။ ထိုေရြလ်ားမွဳသည္ တပိုင္းလွ်ပ္ကူးပစၥည္းမ်ားတြင္ လွ်ပ္စီးအမ်ိဳးအစားတမ်ိဳး ျဖစ္သည္။ ငွင္းကို electron current ဟုေခၚသည္။ အျခား လွ်ပ္စီးပံုစံတမ်ိဳးမွာ valence band ျဖစ္သည္။ ထို band တြင္ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္ေႀကာင္႔ ျဖစ္ေပၚလာေသာ holes မ်ား ရွိသည္။ valence band တြင္ က်န္ရွိေနေသာ အီလက္ထရြန္အခ်ိဳ႔သည္ ငွင္းတို႔၏အက္တမ္မ်ားနွင္႔ ဆြဲငင္ေနဆဲျဖစ္ျပီး လြပ္လပ္အီလက္ ထရြန္မ်ားကဲ႔သုိ႔ crystal ပံုစံအတြင္ လြတ္လပ္စြာေရြ႔လ်ား နိုင္ျခငး္မရွိေသးေပ။ သို႔ေသာ္လည္း အျပင္ဘက္ဆံုး အီလက္ထရြန္တလံုး သည္ ငွင္းတြင္ရွိေသာ စြမ္းအင္အဆင္႔ အရ နီးကပ္ေသာ hole အလြတ္မ်ားသို႔ ေရြ႔လ်ားနိုင္သည္။ ထို႔ေႀကာင္႔ အီလက္ထရြန္သည္ ငွင္းတည္ရွိခဲ႔ေသာ hole ကိုစြန္႔ခြာသည္။ ဤသုိ႔ျဖင္႔ crystal ပံုစံအတြင္း holes မ်ားတေနရာမွ တေနရာသုိ႔ ေရြ႔လ်ားႀကသည္။ ငွင္းကို hole current ဟုေခၚသည္။ပံု ၁.၁၄ တြင္ျပထားသည္။
၁.၄ ျပန္လွန္ေလ႔က်င္႔ခန္း
၁။ valence band သုိ႔မဟုတ္ conduction band တြင္ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္မ်ား စီးဆင္းႀကပါသလား။
၂။ မည္သည္႔ အီလက္ထရြန္မ်ားသည္ ျဒပ္စင္မ်ားအတြင္း လွ်ပ္စီး အျဖစ္ တံု႔ျပန္နိုင္စြမ္းရွိသနည္း။
၃။ hole ဆိုသည္မွာ အဘယ္နည္း။
၄။ မည္သည္႔ စြမ္းအင္ ပမာဏတြင္ hole current ျဖစ္ေပၚနိုင္သနည္း။
No comments:
Post a Comment