আজকে আমরা পরিবাহী, অপরিবাহী ও অর্ধপরিবাহী সম্পর্কে আলোচনা করবো। যা বাউবি এইচএসসি ২৮৭১ পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র ইউনিট ১০ ইলেকট্রনিক্স এর অন্তর্ভুক্ত।
পরিবাহী, অপরিবাহী ও অর্ধপরিবাহী
তড়িৎ পরিবাহিতা ধর্মের ওপর ভিত্তি করে কঠিন পদার্থকে তিনটি শ্রেণিতে বিভক্ত করা যায়। এগুলো হলো:
১. পরিবাহী
২. অপরিবাহী এবং
৩. অর্ধপরিবাহী।
১. পরিবাহী :
যে সকল পদার্থের মধ্য দিয়ে সহজে তড়িৎ প্রবাহ চলতে পারে তাদেরকে পরিবাহী বলে।
সাধারণত ধাতব পদার্থ তড়িৎ সুপরিবাহী হয়। যেমন- তামা, রূপা, লোহা, অ্যালুমিনিয়াম ইত্যাদি পরিবাহী। পরিবাহীর আপেক্ষিক রোধ অনেক কম হয় প্রায় 10-8 ওহম মিটার ক্রমের। রূপা হলো সবচেয়ে উত্তম ধাতব পরিবাহক। পরিবাহীতে প্রচুর পরিমাণে মুক্ত ইলেকট্রন থাকে। ফলে পরিবাহীর দুই প্রাড়ে সামান্য বিভব পার্থক্য প্রয়োগ করলেই মুক্ত ইলেকট্রনগুলো তড়িৎ প্রবাহের সৃষ্টি করে ।
২. অপরিবাহী :
যে সকল পদার্থের মধ্য দিয়ে তড়িৎপ্রবাহ চলতে পারে না তাদেরকে অন্তড়ক বা অপরিবাহী বলে।
যেমন- কাচ, কাঠ, রাবার, পন্টাস্টিক ইত্যাদি অপরিবাহী পদার্থ। অপরিবাহী পদার্থের তড়িৎ পরিবাহিতা খুব কম এবং আপেক্ষিক রোধের মান অত্যন্ত্ বেশি। অক পদার্থের আপেক্ষিক রোধ প্রায় 102 ওহম মিটার ক্রমের।
৩. অর্ধপরিবাহী :
যে সকল পদার্থের তড়িৎ পরিবাহিতা অপরিবাহী ও পরিবাহীর মাঝামাঝি সেসব পদার্থকে অর্ধপরিবাহী বা সেমিকন্ডাক্টর বলে ।
যেমন- জার্মেনিয়াম, সিলিকন, গেলিয়াম ইত্যাদি অর্ধপরিবাহী পদার্থ। অর্ধপরিবাহীর আপেক্ষিক রোধ পরিবাহী এবং অকের আপেক্ষিক রোধের মাঝামাঝি। এদের আপেক্ষিক রোধ 101 ওহম মিটার থেকে 102 ওহম মিটার ক্রমের। কিন্তু কেবল আপেক্ষিক রোধ দিয়েই অর্ধপরিবাহী চিহ্নিত করা যায় না। কেননা এমন কিছু সংকর ধাতু ও আছে যাদের আপেক্ষিক রোধ জার্মেনিয়াম, সিলিকন প্রভৃতির সমক্রমের কিন্তু এগুলো অর্ধপরিবাহী নয়। অর্ধপরিবাহীর কিছু বৈশিষ্ট্য বর্ণনা করা হলো।
অর্ধপরিবাহীর বৈশিষ্ট্য
১। পরম শূন্য তাপমাত্রায় (0 K) এরা অনকের ন্যায় কাজ করে ।
২। কক্ষ তাপমাত্রায় সাধারণত আপেক্ষিক রোধ 1049ওহম মিটার – 107 ওহম মিটার এর মধ্যে থাকে।
৩। অর্ধপরিবাহীর সাথে কোনো অপদ্রব্য যোগ করলে এর তড়িৎ পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায় ।
৪। একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রার পালা পর্যন্ত্ এর রোধ তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায় ।
৫। এদের পরিবহন ব্যান্ড ও যোজন ব্যান্ডের মধ্যে শক্তি পার্থক্য 1.1 eV বা এর চেয়ে কম ।
৬। কক্ষ তাপমাত্রায় অর্ধপরিবাহীর পরিবহন ব্যান্ড আংশিক পূর্ণ ও যোজন ব্যান্ড আংশিক খালি থাকে।
সার-সংক্ষেপ :
১. পরিবাহী :
যে সকল পদার্থের মধ্য দিয়ে সহজে তড়িৎ প্রবাহ চলতে পারে তাদেরকে পরিবাহী বলে।
২. অপরিবাহী :
যে সকল পদার্থের মধ্য দিয়ে তড়িৎপ্রবাহ চলতে পারে না তাদেরকে অক বা অপরিবাহী বলে ।
৩. অর্ধপরিবাহী :
যে সকল পদার্থের তড়িৎ পরিবাহিতা অপরিবাহী ও পরিবাহীর মাঝামাঝি সেসব পদার্থকে অর্ধপরিবাহী বা সেমিকন্ডাক্টর বলে।
বহুনির্বাচনী প্রশ্ন :
সঠিক উত্তরের পাশে টিক (√) চিহ্ন দিন
১। অর্ধপরিবাহীর ক্ষেত্রে কোনটি সত্য?
(ক) তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে রোধ বৃদ্ধি পায়
(খ) প্রচুর মুক্ত ইলেকট্রন থাকে।
(গ) পরম শূন্য তাপমাত্রায় এরা অস্ত্রকের ন্যয় আচরণ করে।
(ঘ) এদের পুরমানুর মধ্যে আয়নিক বন্ধন বিদ্যমান।
২। নিচের কোন পদার্থটি অর্ধপরিবাহী?
(ক) কাচ
(খ) রূপা
(গ) গেলিয়াম
(ঘ) সিরামিক