سیمی کنڈکٹر ایسے میٹیریل ہیں جن میں سے انسولیٹر کی نسبت کرنٹ کو گزرنے دیتے ہیں لیکن کنڈکٹر کی نسبت اتنا اچھا کرنٹ نہیں گزرنے دیتے سیمی کنڈکٹر صرف ایلیمنٹ ہی نہیں ہوتے بلکہ یہ ایلیمنٹس کے ملاپ سے بنے ہوۓ کمپاؤنڈ بھی ہو سکتے ہیں جیسے کہ سلیکان کاربائذ،کیڈمیم سلفائڈ اورگیلیم آرسنائڈ وغیرہ۔
کسی بھی سیمی کنڈکٹر کی کنڈکٹویٹی کا انحصار اس کے خالص یا ناخالص ہونے پر،اس پڑنے والی روشنی اور درجہ حرارت پر ہے سیمی کنڈکٹر کے خالص ہونے سے مراد یہ ہے کہ اس سیمی کنڈکٹر میں صرف اسی ایلیمنٹس کے ایٹم موجود ہوں اور دوسرا کسی بھی ایلیمنٹ کا ایٹم موجود نہ ہو تو ایسے سیمی کنڈکٹر کو انٹرانزک سیمی کنڈکٹر کہتے ہیں لیکن جب تھوڑی سی مقدار بھی کسی دوسرے ایلیمنٹس کے ایٹمز کی شامل کر دیں تو کنڈکٹویٹی فورا تبدیل ہو جاتی ہے اور بہت بڑی تبدیلی آتی ہے کسی دوسرے ایلیمنٹس کے ایٹمز شامل کرنے کو ڈوپنگ کہتے ہیں اور ڈوپڈ شدہ میٹیریل کو ایکسٹرانزک سیمی کنڈکٹر کہتے ہیں۔
سیمی کنڈکٹر ایلیمنٹس کا تعلق عموما گروپ IV-A سے ہوتا ہے اس کے مطلب ہے کہ سیمی کنڈکٹر کو اپنے ویلنس شیل مکمل کرنے کے لیے چار مزید الیکٹران کی ضرورت ہوتی ہے جب کسی ایلیمنٹ کے ایٹمز کو ڈالا جاتا ہے تو سیمی کنڈکٹر کے آربٹس میں آٹھ آٹھ الیکٹران پورے ہو جاتے ہیں جو کہ ایک سٹیبل سٹیٹ ہے اس سٹیٹ میں ایٹم کو مزید بانڈ کی ضرورت نہیں ہوتی اور جو آٹھ الیکٹران آۓ ہیں سیمی کنڈکٹر کے ویلنس شیل میں وہ کوویلنٹ بانڈ سے آتے ہیں کوویلنٹ بانڈ کا بننا فائدے مند ہے اس کی تفصیل آگے آۓ گی۔
ڈوپنگ دو قسم کی ہوتی ہے پہلی قسم میں پینٹا ویلنٹ ایٹم کو ڈوپ کیا جاتا ہے پینٹا ویلنٹ کا مطلب ہے کہ اس کے ویلنس شیل میں پانچ الیکٹران ہیں اور اس کو مزید تین الیکٹران کی ضرورت ہے جس سے آٹھ الیکٹران پورے ہو جائیں گے اور وہ ایک سٹیبل ایٹم بن جاۓ گا ایک مثال لیتے ہیں فاسفورس کے ویلنس شیل میں پانچ الیکٹران پاۓ جاتے ہیں اور فاسفورس کو مزید تین الیکٹران کی ضرورت ہے فاسفورس کی تھوڑی سی مقدار سیمی کنڈکٹر(فرض کر لیں سلیکان) میں ڈال دیں سلیکان کے ویلنس شیل میں چار الیکٹران ہوتے ہیں اور مزید چار الیکٹران اسے درکار ہوتے ہیں اس کے برعکس فاسفورس کے ویلنس شیل میں پانچ الیکٹران ہوتے ہیں اور مزید تین درکار ہوتے ہیں فاسفورس اور سلیکان آپس میں چار کوویلنٹ بانڈ بنا لیں گے اور فاسفورس اپنا ایک الیکٹران فری کر دے گا یعنی کہ وہ کنڈکشن بینڈ میں آ جاۓ گا چار بانڈ بنانے سے دونوں کے ویلنس شیل میں آٹھ آٹھ الیکٹران آ جائیں گے اور اس طرح یہ دونوں سٹیبل ہو جائیں گے اس قسم کے سیمی کنڈکٹر n-type semi conductor کہا جاتا ہے اور اسے ڈونر بھی کہا جاتا ہے کیونکہ اس کے پاس ایک الیکٹران فری ہوتا ہے اور یہ ایک الیکٹران دے سکتا ہے اور p-type semi conductor کو ایکسپٹر کہا جاتا ہے کیونکہ اس میں ایک فری الیکٹران کی بجاۓ ایک ہول ہوتا ہے جس میں الیکٹران سما سکتا ہے لہذا اس کو ایکسپٹر بھی کہتے ہیں۔
سیمی کنڈکٹر کی دوسری قسم میں پینٹا ویلنٹ ایٹم کی بجاۓ ٹرائ ویلنٹ ایٹم ڈوپ کیا جاتا ہے ٹرائ ویلنٹ ایٹم کا مطلب ہوا کہ اس کے ویلنس شیل میں تین الیکٹران ہیں اور اس کو مزید پانچ الیکٹران کی ضرورت ہے مثال کے طور پر ایلومینم کے ویلنس شیل میں تین الیکٹران ہوتے ہیں اور اس کو مزید پانچ الیکٹران کی ضرورت ہوتی ہے یا یوں کہہ سکتے ہیں کہ یہ مزید پانچ بانڈ بنا سکتا ہے ایلومینیم کی تھوڑی سی مقدار سلیکان میں ڈال دیں سلیکون چار بانڈ بنا سکتا ہے اور ایلومینیم پانچ بانڈ بنا سکتا ہے یا یوں کہہ لیں کہ ایلومینیم کو پانچ الیکٹران کی ضرورت ہے اور سلیکان کو چار الیکٹران کی ضرورت ہے سلیکان ایلومینیم کے ساتھ چار بانڈ بنا لے گا اس طرح سلیکان کے آٹھ الیکٹران پورے ہو جائیں گے اور ایلومینم کے ویلنس شیل میں سات الیکٹران آ جائیں گے اب ایلومینیم کو ایک الیکٹران کی ضرورت ہے اس ایک الیکٹران کی سیٹ کو ہول کہتے ہیں اور اس قسم کے سیمی کنڈکٹر کو p-type semi conductor کہتے ہیں ڈونر کا الیکٹران اسی سیٹ پر آتا ہے۔
سیمی کنڈکٹر میں سے کرنٹ گزرتا کیسے ہے؟؟ڈوپڈ شدہ سیمی کنڈکٹر میں کوویلنٹ بانڈ ہوتا ہے کوویلنٹ بانڈ ایک کمزور بانڈ ہوتا ہے تھوڑی سی حرارت اس کو توڑ سکتی ہے لہذا جب درجہ حرارت دیا جاتا ہے یا روشنی میں سیمی کنڈکٹر کو رکھا جاتا ہے تو کوویلنٹ بانڈڈ الیکٹرون ویلنس شیل میں سے نکل جاتا ہے سارے بانڈ نہیں ٹوٹتے بلکہ صرف ایک ہی بانڈ ٹوٹتا ہے بانڈ ٹوٹنے کی وجہ سے الیکٹران ہول پیئر بن جاتا ہے مطلب کہ جب ایک الیکٹران ویلنس شیل میں سے نکل جاتا ہے تو پیچھے اس کی سیٹ کو ہول کہتے ہیں اس کو پوزیٹو چارج بھی گردانا جاتا ہے ہول اور الیکٹران کرنٹ کو گزارنے کے لیے مخالف سمت میں حرکت کرتے ہیں اگر الیکٹران بائیں طرف جا رہا ہو گا تو ہول دائیں طرف اس طرح ہول اور الیکٹران دونوں کی وجہ سے کرنٹ گزرتا ہے اگر ہول رک جاۓ تو الیکٹران کو راستہ ہی نہ ملی آگے جانے کا اس لیے کرنٹ ان دونوں کی وجہ سے بہتا ہے۔
 |
| Image credit:Gemini |