ইলেকট্রন ও হোলের ধারণা।
সেমিকন্ডাক্টর এর মধ্যে ইলেকট্রন ও হোলের ধারণা
ইলেকট্রনের ধারণা
এটি হচ্ছে পরমাণুর সবচেয়ে ক্ষুদ্রতম কণিকা। যা নেগেটিভ চার্জ 1.6×10⁻¹⁹ C বহন করে এবং এর ভৌত অস্তিত্ব বিদ্যমান। ইলেকট্রনের ভর আছে এবং এর ভরের পরিমাণ হচ্ছে=9.1×10⁻³¹kg। এটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসের বাহিরে বিভিন্ন কক্ষপথে অবস্থান করে। পরিবাহীতে তড়িৎ পরিবহনে ভূমিকা পালন করে থাকে।
হোলের ধারণা
হোল একটি ইংরেজি শব্দ, যার আভিধানিক অর্থ হচ্ছে গর্ত। সাধারণত অর্ধপরিবাহীর পরিবাহিতা সাধারণ তাপমাত্রায় খুবই কম থাকে। কিন্তু অর্ধ পরিবাহীকে কোন পদার্থ দ্বারা ডোপিং করলে এর পরিবাহিতা উল্লেখযোগ্য হারে বৃদ্ধি পায়। ৫ যোজ্যতা বিশিষ্ট পদার্থ দিয়ে ডোপিং করলে n টাইপ অর্ধপরিবাহী এবং তিন যোজ্যতা বিশিষ্ট মৌলিক পদার্থ দিয়ে ডোপিং করলে p টাইপ অর্ধপরিবাহী তৈরি হয়। n টাইপ অর্ধপরিবাহীতে ইলেকট্রন এবং p টাইপ অর্ধপরিবাহীতে হোল সংখ্যাগরিষ্ঠ চার্জ বাহক হিসেবে কাজ করে। হোল ধনাত্মক চার্জ বাহক হিসেবে কাজ করে এর কোন ভর নেই এবং ইলেকট্রনের মত এর কোন অস্তিত্ব নেই। এটি ইলেকট্রনের মত কোন মৌলিক কণা নয়। অভিষিদ্ধ অর্ধ পরিবাহীকে উত্তেজিত করলে ইলেকট্রন উচ্চ শক্তিস্তরে গমন করে। ফলে ইলেকট্রনটি একটি শূন্যতা সৃষ্টি করে এবং হোলের সৃষ্টি হয় যা ধনাত্মক চার্জ ধারণ করে। আর এই হোল হচ্ছে মিসিং ইলেকট্রন।
ইলেকট্রন ক্রিস্টালে মুক্তভাবে বিসরণ করতে পারে এবং তড়িৎ পরিবহনে অংশ নেয়। সমযোজী বন্ধনে একটি ইলেকট্রন অনুপস্থিতি পরমাণুকে আয়নে পরিণত করে। আর সমযোজী বন্ধনে এ ধরনের অপূর্ণ অংশকে হোল বলে।
হোলের পাশের পরমাণুর যোজন ইলেকট্রন সহজে এ হোলে আসতে পারে। ফলে ওই ইলেকট্রন টি তার আদি অবস্থানে একটি হোল তৈরি করে আসে। এভাবে একটি হোল যোজন ইলেকট্রনের বিপরীত দিকে সরে যেতে পারে। নতুন করে তৈরি হওয়া হোলটি পার্শ্ববর্তী সমযোজী বন্ধনের যোজন ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ হতে পারে এবং ইলেকট্রন গুলোর এক ধাপ এগিয়ে আসার ফলে হল ইলেকট্রন গুলোর বিপরীত দিকে সমপরিমাণ সরে যেতে পারে। অর্থাৎ একটি ইলেকট্রন একটি নির্দিষ্ট দিকে যতটুকু দূরত্ব অতিক্রম করে সংশ্লিষ্ট হোলটি ও সমপরিমাণ দূরত্ব বিপরীত দিকে অতিক্রম করে। কক্ষ তাপমাত্রায় অবিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীকে তড়িৎ ক্ষেত্র প্রয়োগ করলে মুক্ত ইলেকট্রন একদিকে প্রবাহিত হবে এবং উল্টোদিকে হোল প্রবাহিত হবে। যেহেতু ইলেকট্রনের বিপরীত দিক তড়িৎ প্রবাহের দিক তাই হোলর দিক মোট তড়িৎ প্রবাহ হবে-
I = Iₓ+ Iₐ
এখানে Iₓ= ইলেকট্রন প্রবাহের জন্য তড়িৎ প্রবাহ এবং
Iₐ= হোলের প্রবাহের জন্য তড়িৎ প্রবাহ।
আরো পড়ুন: ট্রানজিস্টর কি?
আরো পড়ুন: রাশি কাকে বলে? প্রকারভেদ উদাহরণ।
