در نیمه هادی ها دو گونه ناخالصی وارد می کنند. (نیمه هادی چهار ظرفیتی است)
یکی اتمی کوچک (سه ظرفیتی)که بین شبکه کریستالی نیمه هادی قرار گرفته و بصورت یک نابجایی شبکه یکنواخت نیمه هادی را به هم می زند. وجود این ناخالصی باعث می شود که جریان الکتریسیته بتواند از نیمه هادی عبور کند. این نوع نیمه هادی با ناخالصی کوچکتر از پایه را نوع " پی " می نامند.
بر عکس نوع " ان " یک اتم بزرگتر (ظرفیت بیشتر ) در شبکه قرار می هند.
در طبیعت آب نیز با پیوند هیدروژنی یک استثنا است . امکان اینکه بشود از آب به عنوان پایه نمیه رسانا استفاده کرد وجود دارد.
آب خالص عایق است . به محض اینکه مقدار کمی ناخالصی به آن اضافه شود به شدت هادی می گردد. اتمهای فلزی در محل اتم های هیدروژن می نشینند و یک نابجایی ایجاد می کنند . این نابجایی می تواند جریان الکتریکی را امکانپذیر نماید.
از سوی دیگر مواد هالوژن میتوانند جایگزین اتم اکسیژن شده و باعث ایجاد تونلی برای عبور جریان الکتریکی گردد.
این دو نوع مواد مانند نیمه هادی های نوع " ان " و "پی" میتوانند عمل نمایند.
برای طراحی دیود با پایه آب لازم است در یک سو نوع " ان " و در سوی دیگر نوع "پی" داشته باشیم . با یک صفحه نمیه تراوا در میان آن دو به حالتی که آن لایه نیمه تراوا بتواند آب ( و جریان الکتریکی ) را عبور داده و برعکس اجازه عبور هیچ یک از یون های دو طرف را ندهد .
برای توضیح بیشتر از دو یون سدیم و کلر در دو سوی دیواره نیمه تراوا استفاده می کنیم . برای اینکه اتمهای سدیم و کلر بزرگتر شوند و نتوانند حرکت کنند. باید آنها را به یک ستون چربی متصل نمود. اتصال سدیم به یک رشته بلند چربی را به عنوان صابون می شناسیم . از سوی دیگر امکان متصل نمودن کلر به یک رشته بلند چربی نیز وجود دارد .
در مرز بین دو لایه سر کلر و منفی به سمت سطح سدیم تمایل دارد . بنابراین وقتی از سمت سدیم جریان الکترون به این دیواره برسد ، کلرها از دیواره فاصله گرفته و مانع عبور جریان می گردند . ( در نبورد کلر در مرز بین دو لایه آب عایق مانع عبور جریان می گردد)
در حالی که وقتی جریان از سمت لایه کلر به سمت لایه سدیم باشد ، لایه کلر به سمت مرز نیمه تراوا جذب می شود و جریان را عبور می دهد . اما خود نمیتواند از لایه نیمه تراوا عبور کند چون ملکول بزرگی شده است .
این دیود مایع ممکن است درون سلولهای زنده نیز باشد . محققین میتوانند این امر را بررسی کنند. بهترین جا برای گشتن این اثر در بدن ، در محدوده سلولهای عصبی است که جریان الکتریکی تواید می کند و بصورت انتخابی تقویت و انتقال می دهد.
از این نیمه هادی های پایه آب در مکانهای مختلف می توان استفاده نمود . در مقام جایگزینی میتوان از آنها برای یکسو کردن جریان های زیاد و ولتاژ بالا استفاده کرد . همچنین امکان ساخت میکروپروسوسور با پایه آب را خواهیم داشت .
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر