எனர்ஜி பேண்ட் மற்றும் அதன் வகைப்பாடு என்றால் என்ன

திடப்பொருட்களில் மூலக்கூறுகள் ஏற்பாடு, திரவங்கள் , மற்றும் வாயுக்கள் ஒன்றல்ல. திடப்பொருட்களில், அவை நெருக்கமாக அமைக்கப்பட்டிருக்கின்றன, இதனால் மூலக்கூறு அணுக்களுக்குள் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் அண்டை அணுக்களின் சுற்றுப்பாதையில் நகரும். வாயுக்களில், மூலக்கூறு ஏற்பாடு நெருக்கமாக இல்லை, அதேசமயம், திரவங்களில், அது மிதமானது. ஆகையால் அணுக்கள் பரஸ்பரம் அணுகும்போது எலக்ட்ரான் சுற்றுப்பாதையின் ஓரளவு மறைக்கும். ஒற்றை ஆற்றல் மட்டங்களுக்கு மாற்றாக, திடப்பொருட்களுக்குள் அணுக்களை இணைப்பதால், ஆற்றல் பட்டையின் அளவுகள் உருவாகின்றன. ஆற்றல் மட்டங்களின் தொகுப்பு நெருக்கமாக நிரம்பியுள்ளது, இது எனர்ஜி பேண்ட் என அழைக்கப்படுகிறது.

எனர்ஜி பேண்ட் என்றால் என்ன?

ஆற்றல் இசைக்குழு வரையறை, உள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கை ஒரு படிக கல் ஒருவருக்கொருவர் நெருக்கமாக இருக்க முடியும், அதே போல் பல எலக்ட்ரான்கள் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்ளும். அவற்றின் ஷெல்லில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் அளவுகள் அவற்றின் ஆற்றல் மட்டங்களில் ஏற்படும் மாற்றங்களால் ஏற்படலாம். இன் முக்கிய அம்சம் ஆற்றல் இசைக்குழு என்பது எலக்ட்ரானின் எலக்ட்ரானிக் ஆற்றல் நிலைகள் வெவ்வேறு வரம்புகளில் நிலையானவை. எனவே, ஒரு அணுவின் ஆற்றலின் நிலை கடத்தல் பட்டைகள் மற்றும் வேலன்ஸ் பட்டைகள் மாறும்.

ஆற்றல் இசைக்குழு கோட்பாடு

போரின் கோட்பாட்டின் படி, ஒரு அணுவிலிருந்து ஒவ்வொரு ஷெல்லும் தனித்தனி அளவிலான ஆற்றலை உள்ளடக்கியது. இந்த கோட்பாடு முக்கியமாக பற்றிய விவரங்களை அளிக்கிறது எலக்ட்ரான்களின் தொடர்பு உள்ளே ஷெல் மற்றும் வெளியே ஷெல் மத்தியில். ஆற்றல் குழுவின் கோட்பாட்டின் படி, ஆற்றல் பட்டைகள் மூன்று வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, அவற்றில் பின்வருவன அடங்கும்.

ஆற்றல்-இசைக்குழு-கோட்பாடு

• வேலன்ஸ் பேண்ட்
• தடைசெய்யப்பட்ட ஆற்றல் இடைவெளி
• கடத்தல் இசைக்குழு

வேலன்ஸ் பேண்ட்

நிலையான ஆற்றல் மட்டங்களில் அணுக்களுக்குள் எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டம் இருப்பினும் உள் ஷெல்லில் உள்ள எலக்ட்ரானின் ஆற்றல் எலக்ட்ரான்களின் வெளிப்புற ஷெல்லை விட உயர்ந்தது. வெளிப்புற ஷெல்லுக்குள் இருக்கும் எலக்ட்ரான்கள் வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்கள் என்று பெயரிடப்பட்டுள்ளன.

இந்த எலக்ட்ரான்களில் ஆற்றல் மட்டங்களின் வரிசை அடங்கும், இது வேலன்ஸ் பேண்ட் எனப்படும் ஆற்றல் இசைக்குழுவை உருவாக்குகிறது. இந்த இசைக்குழு அதிகபட்ச ஆக்கிரமிப்பு ஆற்றலை உள்ளடக்கியது.

கடத்தல் இசைக்குழு

வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்கள் அறை வெப்பநிலையில் கருவை நோக்கி தளர்வாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்களிலிருந்து சில எலக்ட்ரான்கள் இசைக்குழுவை சுதந்திரமாக விட்டுவிடும். எனவே இவை இலவச எலக்ட்ரான்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை அண்டை அணுக்களை நோக்கி பாய்கின்றன.

இந்த இலவச எலக்ட்ரான்கள் கடத்தி எலக்ட்ரான்கள் எனப்படும் ஒரு கடத்திக்குள் மின்னோட்ட ஓட்டத்தை நடத்தும். எலக்ட்ரான்களை உள்ளடக்கிய இசைக்குழுவுக்கு கடத்தல் இசைக்குழு என்று பெயரிடப்பட்டுள்ளது, மேலும் இதன் ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட ஆற்றல் குறைவாக இருக்கும்.

தடைசெய்யப்பட்ட இடைவெளி

தடைசெய்யப்பட்ட இடைவெளி என்பது கடத்தல் இசைக்குழுக்கும் வேலன்ஸ் பேண்டிற்கும் இடையிலான இடைவெளி. இந்த இசைக்குழு ஆற்றல் இல்லாமல் ஒன்று தடைசெய்யப்பட்டுள்ளது. எனவே இந்த குழுவில் எலக்ட்ரான் ஓட்டம் இல்லை. வேலன்ஸ் முதல் கடத்தல் வரை எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டம் இந்த இடைவெளியைக் கடந்து செல்லும்.

இந்த இடைவெளி அதிகமாக இருந்தால், வேலன்ஸ் பேண்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் கருவை நோக்கி வலுவாக பிணைக்கப்பட்டுள்ளன. தற்போது, ​​இந்த இசைக்குழுவிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்றுவதற்கு, கொஞ்சம் வெளிப்புற சக்தி அவசியம், இது தடைசெய்யப்பட்ட ஆற்றல் இடைவெளிக்கு சமம். பின்வரும் வரைபடத்தில், இரண்டு பட்டைகள், அத்துடன் தடைசெய்யப்பட்ட இடைவெளி கீழே விளக்கப்பட்டுள்ளன. இடைவெளி அளவின் அடிப்படையில், தி குறைக்கடத்திகள் , கடத்திகள் மற்றும் மின்கடத்திகள் உருவாகின்றன.

ஆற்றல் பட்டைகள் வகைகள்

ஆற்றல் பட்டைகள் மூன்று வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, அதாவது

• இன்சுலேட்டர்கள்
• குறைக்கடத்திகள்
• நடத்துனர்கள்

இன்சுலேட்டர்கள்

ஒரு இன்சுலேட்டரின் சிறந்த எடுத்துக்காட்டுகள் மரம் மற்றும் கண்ணாடி. இந்த மின்தேக்கிகள் அனுமதிக்காது மின்சாரம் அவற்றின் வழியாக பாய வேண்டும். இன்சுலேட்டர்கள் மிகக் குறைந்த கடத்துத்திறன் மற்றும் அதிக எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளன. இன்சுலேட்டரில், ஆற்றல் இடைவெளி மிக அதிகமாக உள்ளது, அது 7eV ஆகும். அலைவரிசை போன்ற கடற்பகுதிகளில் இருந்து கடத்துதலுக்கான எலக்ட்ரான்கள் பாய்வதால் பொருள் செய்ய இயலாது.

ஆற்றல்-இசைக்குழு-இன்-இன்சுலேட்டர்கள்

மின்கடத்திகளின் முக்கிய பண்புகள் முக்கியமாக தடைசெய்யப்பட்டவை போன்ற ஆற்றல் இடைவெளியை உள்ளடக்கியது. சில வகையான மின்கடத்திகளுக்கு, வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​அவை சில பரிமாற்றங்களை விளக்குகின்றன.

குறைக்கடத்திகள்

குறைக்கடத்திகளின் சிறந்த எடுத்துக்காட்டுகள் சிலிக்கான் (எஸ்ஐ) மற்றும் ஜெர்மானியம் (ஜீ) ஆகியவை அதிகம் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்கள். இந்த பொருட்களின் மின் பண்புகள் குறைக்கடத்திகள் மற்றும் மின்கடத்திகள் மத்தியில் உள்ளன. கடத்துதல் இசைக்குழு காலியாக இருக்கக்கூடிய இடங்களில் குறைக்கடத்தியின் ஆற்றல் இசைக்குழு வரைபடத்தை பின்வரும் படங்கள் காண்பிக்கின்றன & வேலன்ஸ் பேண்ட் முற்றிலும் நிரப்பப்பட்டாலும் இந்த பட்டைகள் இடையே தடைசெய்யப்பட்ட இடைவெளி நிமிடம் 1eV ஆகும். Ge இன் தடைசெய்யப்பட்ட இடைவெளி 0.72eV மற்றும் Si 1.1eV ஆகும். எனவே, குறைக்கடத்திக்கு சிறிய கடத்துத்திறன் தேவை.

ஆற்றல்-இசைக்குழு-இன்-குறைக்கடத்திகள்

குறைக்கடத்திகளின் முக்கிய பண்புகள் முக்கியமாக தடைசெய்யப்பட்டவை போன்ற ஆற்றல் இடைவெளி மிகவும் சிறியது. குறைக்கடத்தியின் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​கடத்துத்திறன் குறையும்.

நடத்துனர்கள்

கடத்தி என்பது ஒரு வகை பொருள், அங்கு தடைசெய்யப்பட்ட ஆற்றல் இடைவெளி வேலன்ஸ் பேண்ட் போல மறைந்துவிடும், அதே போல் கடத்தல் இசைக்குழு அவை ஓரளவு மறைக்கும் மிக நெருக்கமாக மாறும். நடத்துனர்களின் சிறந்த எடுத்துக்காட்டுகள் தங்கம், அலுமினியம், தாமிரம் மற்றும் தங்கம். அறை வெப்பநிலையில் இலவச எலக்ட்ரான்கள் கிடைப்பது மிகப்பெரியது. கடத்தியின் ஆற்றல் இசைக்குழு வரைபடம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது.

ஆற்றல்-இசைக்குழு-இன்-கடத்திகள்

கடத்திகளின் முக்கிய பண்புகள் முக்கியமாக தடைசெய்யப்பட்டவை போன்ற ஆற்றல் இடைவெளி இருக்காது. வேலன்ஸ் மற்றும் கடத்தல் போன்ற ஆற்றல் பட்டைகள் ஒன்றுடன் ஒன்று கிடைக்கும். கடத்துதலுக்கான இலவச எலக்ட்ரான்கள் கிடைப்பது போதுமானது. சிறிய எண்ணிக்கையிலான மின்னழுத்தம் அதிகரித்தவுடன் கடத்தல் அதிகரிக்கும்.

எனவே, இது ஒரு கண்ணோட்டத்தைப் பற்றியது ஆற்றல் இசைக்குழு . மேலே உள்ள தகவல்களிலிருந்து, திடப்பொருள்கள், திரவங்கள் மற்றும் வாயுக்கள் போன்ற பொருட்களில் மூலக்கூறின் ஏற்பாடு வேறுபட்டது என்று நாம் முடிவு செய்யலாம். வாயுக்களில், மூலக்கூறுகள் நெருக்கமாக இல்லை, திடப்பொருட்களில் மூலக்கூறுகள் மிக நெருக்கமாகவும், திரவங்களிலும், மூலக்கூறுகள் மிதமான முறையில் அமைக்கப்பட்டிருக்கும். எனவே மூலக்கூறின் அணுக்களுக்குள் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் அருகிலுள்ள அணுக்களில் உள்ள சுற்றுப்பாதைகளில் பாய்கின்றன. ஆகையால் அணுக்கள் கூட்டாக நெருங்கும் போது எலக்ட்ரான் சுற்றுப்பாதையின் ஓரளவு மூடுகிறது. திடப்பொருட்களுக்குள் அணுக்கள் கலப்பதால், ஆற்றல் மட்டங்களுக்கு மாற்றாக, ஆற்றல் பட்டைகள் உருவாகும். இவை நெருக்கமாக நிரம்பியுள்ளன, இது ஆற்றல் பட்டைகள் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இங்கே உங்களுக்கு ஒரு கேள்வி, திடப்பொருட்களில் ஆற்றல் இசைக்குழு?