Solids کے بینڈ اصول. Dummies کے لئے کوانٹم میکانکس

یہ مضمون کس solids کے بینڈ نظریہ کی وضاحت کرتا ہے. دکھایا گیا، کیا یہ وجہ اس کی ایک نمائندگی ہے ہے معاملے کی ساخت. dielectrics اور سیمی کنڈکٹر سے مختلف دھاتوں کے نتائج.

rosette کی اور بٹن

کتنی بار ایک دن میں ہم مختلف بٹن پر کلک کریں گے؟ کسی نے بھی آنا جو شمار نہیں کر سکتے ہیں سوچا کہ - اتنا واقف ہے کہ کارروائی بن گیا ہے. اور انسان ایسا نہیں سمجھتا ہے یہ سب صرف یہ دھاتیں میں ایک برقی بہاؤ کتنا آسان لے جا رہا ہے کی بدولت ممکن ہے. اسمارٹ فونز پر اعمال کا ذکر کرنا نہیں کیتلی ابلنا، روشنی کو چالو کریں، واشنگ مشین چلانے،، سرکٹ مکمل کرنے اور موصل میں الیکٹرانوں کی بجائے لوگوں کی کام کرنے کی اجازت کا مطلب ہے. چالکتا سیٹ کے طور پر اس طرح کے مظاہر کی وضاحت. سب سے واضح، شاید، solids کے بینڈ نظریہ ہے.

ایٹم اور kettles

ہائی اسکول میں تھا جو ہر کوئی، ایک خیال ہے ایٹم کی ساخت. ایک مثبت چارج بھاری نابیک (پروٹانوں اور نیوٹرانوں پر مشتمل ہوتا ہے) کے ارد گرد یاد کرتے پھیپھڑوں تھوڑا الیکٹرانوں کو باری باری دکھائے. کی تعداد منفی ذرات بالکل مثبت کی تعداد کے برابر ہے. ترتیب میں نہیں بور قارئین کے لئے، کے انداز میں سمجھانا "Dummies کے لئے کوانٹم میکانکس." یہ ایک دیئے گئے کیمیائی عنصر میں کور کے ارد گرد کو باری باری دکھائے سکتے ہیں جس کے لئے ہر الیکٹران مدار سختی سے محدود ہے. بدلے میں، ہر پرجاتیوں ایک منفرد پیٹرن ایسے مدار ایٹموں ہے. یہ اتنا سائنسدانوں سوڈیم سے سیلینیم اور سنکھیا سے بوران ممتاز spectroscopists گیا تھا. تاہم، فطرت میں خالص مادہ کے علاوہ میں، مختلف مجموعے کا ایک لامحدود تعداد میں موجود ہیں. کوانٹم میکینکس (Dummies کے لئے، قاری کو یاد رکھنا چاہیے) پیچیدہ مرکبات میں مدار کو قطع کرنے والے،، ضم تبدیل، بڑھا، ایک کنکشن کرنے کی دلیل. ان کے معیار کی قسم پر منحصر ہے: کووالانٹ اور اوناک مضبوط، ہائیڈروجن، مثال کے طور پر کمزور ہے.

کرسٹل کی ساخت

ٹھوس جسم کو زیادہ مشکل ہے. ماڈل، solids کے بینڈ نظریہ کا استعمال کرتا ہے کے طور پر، عام طور پر ایک کامل کرسٹل لے. اس کا مطلب یہ لامتناہی اور بے گناہ ہو - اس کی اپنی جگہ پر ہر ایٹم، کل انچارج صفر ہے. دانا توازن کے ایک مخصوص پوزیشن کے ارد گرد میں اتار چڑھاو، لیکن الیکٹرانوں مجموعی کہہ سکتے ہیں. "آسان" ایک ایٹم اس کے ملحقہ منفی ذرات عطیہ کس طرح پر منحصر ہے، یہ dielectrics یا دھاتیں بادل کی سختی پہلے سے مقرر الیکٹرانک ساخت حاصل کی جاتی ہے. میں نے جب غور یہ ہے کہ جو جسم صفر سے Kelvin میں ہے کا مطلب ہے کہ تمام الیکٹرانوں ان سے توانائی کی کم از کم رقم پر قبضہ فرض کیا جاتا ہے کہ شامل کرنا چاہئے. اعلی درجہ حرارت پر، دولن کے حیطہ اور نابیک کے طور الیکٹرانوں سختی اور، لہذا، مؤخر الذکر اعلی پر قبضہ کرنے کے قابل ہیں کی توانائی کی سطح. منفی ذرات کی تقسیم زیادہ "ڈھیلی" بن جاتا ہے. کچھ مسائل میں، یہ اہم ہے، تاہم، اس طرح کا درجہ حرارت اتنا اہم نہیں ہے کے طور پر اس رجحان کی وضاحت کرنے کے لئے.

Pauli اصول اور لوڈر

solids کے بینڈ نظریہ کا تصور کیا Pauli اصول یاد رکھنے کی صرف اچھی حاصل کیا جا سکتا ہے. چینی کی ایک بیگ، پھر، ان کے بیگ ایک بہت ہے، تو مشروط لوڈر وہ ایک دوسرے پر مسلط کرے گا - ہم الیکٹرانوں کہ تصور تو. ہر "بیگ" خلا میں اس کی جگہ لیتا ہے. ئلیکٹرانوں کے طور پر، یہ ایک دیئے گئے ریاست میں صرف ایک ایک نظام میں ہو سکتا ہے کا مطلب ہے کہ. یہ Pauli اخراج کے اصول ہے. ہم ذہن میں مثالی حالات ہیں صفر سے Kelvin کے درجہ حرارت، اور لامحدود کرسٹل یعنی یاد رکھیں کہ. پورے نظام درجہ حرارت، کی ایک ہی حالات میں ہے میکانی کشیدگی، نقائص ایک پوری کے تمام حصوں میں ایک جیسے ہیں.

الیکٹرانک کرسٹل زون

کرسٹل میں جوہری میں سے ایک قسم کی ایک بہسنکھیا. مادہ میں سے ایک تل ایک سے دس بیس تیسرے ڈگری عناصر پر مشتمل ہے. ، کتنی moles کو فی کلوگرام مثال کے طور پر، نمک؟ تو کیا تم بھی یہاں تک کہ سب سے چھوٹی کرسٹل unimaginably بہت ایٹموں پر مشتمل ہے اس کا کہنا ہے کہ کر سکتے ہیں. ہر ایک کیمیائی عنصر الیکٹران مدار کے اس کی اپنی پیٹرن ہے، اور وہ ایک جسم میں سے چند ایک ہیں تو کیا کیا جائے؟ سب کے بعد، Pauli اخراج کے اصول کے مطابق، وہ مختلف ریاستوں پر قبضہ کرنا ضروری ہے. solids کے بینڈ نظریہ درج ذیل طریقہ فراہم کرتا ہے - الیکٹران مدار مختلف توانائیاں بن جاتے ہیں. ان کے درمیان فرق اتنا چھوٹا وہ زور دیا جاتا ہے کہ ایک مسلسل زون کی تشکیل کے لئے بہت مضبوطی سے ایک دوسرے پر جھکاو. اس طرح، ایٹم میں الیکٹران کی ہر سطح بلک کرسٹل میں ایک زون میں تبدیل کیا جاتا ہے. solids کے بینڈ تھیوری اور اس کے عناصر کی insulators اور موصل کے درمیان فرق کی وضاحت کرنے میں مدد کر سکتے ہیں.

زون کے اندر الیکٹرانک

ہم نے پہلے کیا الیکٹرانوں، ایک ایٹم میں ایک ہی مدار، کرسٹل کی تشکیل پر قبضہ ہے جن میں سے ایک بہت کچھ کے ساتھ ہو رہا ہے بحث کی ہے. لیکن زون کے اندر ان کے رویے سے ہم unlit چھوڑ دیا جب تک. یہ دھاتیں اور غیر دھاتیں کے درمیان فرق کا تعین کرتا ہے کیونکہ یہ پہلے سے ہی اہم اشتراک کریں. پہلے سے ہی جیسا کہ اوپر بیان، solids کے بینڈ نظریہ انفرادی ایٹموں کے بینڈ کے اندر توانائی کی سطح مختلف مدار تقریبا ایک مسلسل سپیکٹرم کی تشکیل تاکہ تھوڑا مختلف ہے کہ ظاہر کرتا ہے. اس طرح، الیکٹران کے درمیان ممکنہ رکاوٹ پر قابو پانے کے لئے مشکل نہیں ہے - یہ اس کے لئے کافی سے بھی گرمی ہے، آزادانہ طور پر انہیں منتقل. تاہم، کی اجازت بینڈ میں سے ہر ایک اپنی حد ہوتی ہے. ایک توانائی کی سطح کو دوسروں کے مقابلے میں زیادہ یا کم ہے کہ ہمیشہ نہیں ہے.

قسم ممنوع، چالکتا

ان علاقوں کے درمیان توانائی، کوئی سطح ایک الیکٹران ہو سکتا ہے جس میں ہے جہاں کے ایک علاقے ہے. گراف میں، یہ ایک سفید کے فرق کے طور پر ظاہر ہوتا ہے. اور وہ بینڈ کے فرق سے ملاقات کی. اس رکاوٹ الیکٹران صرف جھٹکا کر سکتے ہیں پر قابو پانے. لہذا، انہوں نے اس توانائی کے لئے مناسب وصول کرنا ضروری ہے. چالکتا - سب سے بڑی توانائی کے ساتھ زون، جوہری کے اس قسم کے لئے کی اجازت دے دی ہے جس ئلیکٹرانوں کے وجود ظرف بینڈ کہا جاتا ہے، اور یہ مندرجہ ذیل.

میٹل ڑانکتا

solids کے ترسیل بینڈ نظریہ ایصال بینڈ میں موجودگی یا الیکٹرون کی عدم موجودگی اس موجودہ مادہ میں بہتی ہے کتنی آسانی سے اشارہ ملتا ہے کہ کو برقرار رکھتا ہے. اس طرح مختلف دھاتیں اور dielectrics. سابق معاملے میں، ترسیل کے بینڈ نے پہلے ہی الیکٹرانوں، ظرف کے ساتھ اوورلیپ کے بعد سے پر مشتمل ہے. ایک ذریعہ منفی ذرات کسی بھی اضافی توانائی کی ان پٹ کے بغیر، برقی میدان کی کارروائی کے تحت منتقل کرنے کے لئے آزاد ہیں. فوری طور پر، جتنی جلدی میدان کے طور پر - لہذا، دھاتیں میں برقی بہاؤ اتنا آسان ہے، حقیقت میں ظاہر ہوتا ہے. اور اسی وجہ سے، تار سٹیل، تانبے، ایلومینیم کا بنا ہوتا ہے.

جس کے لئے مواد ظرف اور ترسیل بینڈ ایک توانائی نامی dielectrics سے علیحدہ. یہ الیکٹرانوں کی اجازت نچلے درجے میں پھنسے ہوئے ہیں. بینڈ فرق سطح وہ آزادانہ طور پر کے ارد گرد منتقل کر سکتے ہیں جس میں سے منفی ذرات جدا. اور توانائی الیکٹرون کو رپورٹ کرنا ضروری ہے کہ اس پر قابو پانے کے مواد کو تباہ کرنے کے لئے. یا شناخت سے باہر اس کی خصوصیات تبدیل کریں. لہذا، پلاسٹک لپیٹ تاروں پگھلا دیتا ہے اور جل، لیکن بجلی نہیں کروایا ہے.

سیمی کنڈکٹر

لیکن مال bandgap ہے کہ ایک انٹرمیڈیٹ کلاس نہیں ہے، لیکن کچھ شرائط کے تحت بجلی کی موجودہ انعقاد کی صلاحیت رکھتا. وہ کہتے ہیں - سیمی کنڈکٹر. ڑانکتا کی طرح انہیں ترسیل اور ظرف کے درمیان ایک توانائی فرق ہے. تاہم، یہ کچھ کوشش کے ساتھ کم اور پر قابو پانے کی ہے. کلاسیکل سیمیکمڈکٹر سلکان (- Silicium لاطینی میں) ہے. مشہور سلیکن ویلی مشہور ہے اس مادہ کی کرسٹل کے استعمال پر مبنی ٹیکنالوجی کے لئے الیکٹرانک آلات تخلیق کرنا ہے.