चालक, कुचालक और अर्धचालक (Conductors, Insulators, and Semiconductors)
1. परिचय (Introduction)
चालक (Conductors), कुचालक (Insulators), और अर्धचालक (Semiconductors) को उनकी विद्युत चालकता के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। इनकी विशेषताएँ ऊर्जा बैंड संरचना और बंधन अंतराल (Band Gap) पर निर्भर करती हैं।
2. चालक (Conductors)
चालक वे पदार्थ हैं जो विद्युत धारा को आसानी से प्रवाहित कर सकते हैं। इनमें वलेंस बैंड और कंडक्शन बैंड एक-दूसरे से जुड़े होते हैं।
- विशेषताएँ:
- बंधन अंतराल नहीं होता।
- इलेक्ट्रॉनों की बड़ी संख्या कंडक्शन बैंड में होती है।
- उदाहरण: तांबा (Copper), चांदी (Silver), एल्युमिनियम (Aluminum)।
3. कुचालक (Insulators)
कुचालक वे पदार्थ हैं जिनमें विद्युत धारा प्रवाहित नहीं हो सकती। इनमें वलेंस बैंड और कंडक्शन बैंड के बीच बड़ा बंधन अंतराल होता है।
- विशेषताएँ:
- बंधन अंतराल बड़ा होता है (5-10 eV)।
- वलेंस बैंड पूरी तरह से भरा होता है।
- उदाहरण: लकड़ी, कांच, रबर।
4. अर्धचालक (Semiconductors)
अर्धचालक वे पदार्थ हैं जिनकी विद्युत चालकता चालक और कुचालक के बीच होती है। इनमें बंधन अंतराल छोटा होता है।
- विशेषताएँ:
- बंधन अंतराल छोटा होता है (0.1-2 eV)।
- तापमान बढ़ने पर चालकता बढ़ती है।
- डॉपिंग प्रक्रिया से इनकी चालकता बढ़ाई जा सकती है।
- उदाहरण: सिलिकॉन (Silicon), जर्मेनियम (Germanium)।
5. तुलना (Comparison)
| गुणधर्म | चालक | कुचालक | अर्धचालक |
|---|---|---|---|
| बंधन अंतराल (Band Gap) | नहीं होता | बड़ा (5-10 eV) | छोटा (0.1-2 eV) |
| चालकता | उच्च | नगण्य | मध्यम |
| तापमान का प्रभाव | असर नहीं पड़ता | नगण्य | चालकता बढ़ती है |
| उपयोग | विद्युत तार | इन्सुलेटर | डायोड, ट्रांजिस्टर |
6. अनुप्रयोग (Applications)
- चालक: विद्युत तार और उपकरण।
- कुचालक: इन्सुलेशन सामग्री।
- अर्धचालक: ट्रांजिस्टर, सोलर सेल, और कंप्यूटर चिप्स।
