कई अशिक्षितों का मानना है कि क्वांटम यांत्रिकी सिर्फ एक गणितीय खेल है जिसका कोई व्यावहारिक मूल्य नहीं है। हाहा, आइए कंप्यूटर चिप्स के पूर्वज को खोजें, कृपया प्रदर्शन पर एक नज़र डालें:
कई अशिक्षितों का मानना है कि क्वांटम यांत्रिकी सिर्फ एक गणितीय खेल है जिसका कोई व्यावहारिक मूल्य नहीं है। हाहा, आइए कंप्यूटर चिप्स के पूर्वज को खोजें, कृपया प्रदर्शन पर एक नज़र डालें:
कंडक्टर, हम समझ सकते हैं, इंसुलेटर, हम भी समझ सकते हैं। पहली बार, मेरे दोस्त भौतिकी से भ्रमित हो गए हैं, और मुझे डर है कि यह अर्धचालक है। अत: मैं सभी भौतिकी शिक्षकों की ओर से यह ऋण चुकाऊंगा।
जब परमाणु एक ठोस बनाते हैं, तो कई समान इलेक्ट्रॉन एक साथ मिश्रित होते हैं, लेकिन क्वांटम यांत्रिकी का मानना है कि दो समान इलेक्ट्रॉन एक ही कक्षा में नहीं रह सकते हैं। इसलिए, इन इलेक्ट्रॉनों को एक ही कक्षा में लड़ने से रोकने के लिए, कई कक्षाएँ कई कक्षाओं में विभाजित हो जाती हैं। इतने सारे ऑर्बिटल्स के एक साथ सिकुड़ने से, वे गलती से करीब आ जाते हैं और चौड़े बड़े ऑर्बिटल्स बन जाते हैं। अनेक सूक्ष्म कक्षकों को एक साथ निचोड़कर बनाई गई इस प्रकार की विस्तृत कक्षा को ऊर्जा बैंड कहा जाता है।
कुछ विस्तृत कक्षाएँ इलेक्ट्रॉनों से भरी होती हैं, जिससे वे हिलने-डुलने में असमर्थ हो जाते हैं। कुछ विस्तृत कक्षाएँ बहुत खाली हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं। इलेक्ट्रॉन गति कर सकते हैं और स्थूल रूप से विद्युत का संचालन करते प्रतीत होते हैं। इसके विपरीत, यदि इलेक्ट्रॉन गति नहीं कर सकते, तो वे बिजली का संचालन नहीं कर सकते।
ठीक है, आइए चीजों को सरल रखें और "मूल्य बैंड, पूर्ण बैंड, निषिद्ध बैंड और गाइड बैंड" की अवधारणाओं का उल्लेख न करें। वृत्त पर ध्यान केंद्रित करने के लिए तैयार रहें!
कुछ पूर्ण कक्षाएँ खाली कक्षाओं के बहुत करीब होती हैं, और इलेक्ट्रॉन आसानी से पूर्ण कक्षा से खाली कक्षा में जा सकते हैं, जिससे वे स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं। यह एक कंडक्टर है. मोनोवालेंट धातुओं का चालकता सिद्धांत थोड़ा अलग है।
लेकिन अक्सर दो चौड़े ऑर्बिटल्स के बीच एक गैप होता है और इलेक्ट्रॉन इसे अकेले पार नहीं कर सकते, इसलिए वे बिजली का संचालन नहीं करते हैं। लेकिन यदि अंतराल की चौड़ाई 5 ईवी के भीतर है, तो इलेक्ट्रॉन में अतिरिक्त ऊर्जा जोड़कर खाली कक्षा को भी पार किया जा सकता है और इसके पार स्वतंत्र रूप से घूम सकता है, जो प्रवाहकीय है। 5 ईवी से अधिक न होने वाली गैप चौड़ाई वाला इस प्रकार का ठोस कभी-कभी प्रवाहकीय होता है और कभी-कभी नहीं, इसलिए इसे अर्धचालक कहा जाता है।
यदि अंतर 5 ईवी से अधिक है, तो इसे मूल रूप से रोकना होगा। सामान्य परिस्थितियों में, इलेक्ट्रॉन क्रॉस नहीं कर सकते, जो एक इन्सुलेटर है। निःसंदेह, यदि ऊर्जा काफी बड़ी है, तो 5 ईवी के अंतर को तो छोड़ ही दें, यहां तक कि 50 ईवी भी अभी भी चल सकता है, जैसे कि उच्च वोल्टेज बिजली हवा के माध्यम से टूटती है।
इस बिंदु पर, क्वांटम यांत्रिकी द्वारा विकसित बैंड सिद्धांत ने लगभग आकार ले लिया है। बैंड सिद्धांत व्यवस्थित रूप से कंडक्टर, इंसुलेटर और अर्धचालक के बीच आवश्यक अंतर को समझाता है, जो पूर्ण और खाली ऑर्बिटल्स के बीच के अंतर पर निर्भर करता है, और अकादमिक रूप से, वैलेंस और कंडक्शन बैंड के बीच बैंडगैप चौड़ाई पर निर्भर करता है।
जब परमाणु एक ठोस बनाते हैं, तो कई समान इलेक्ट्रॉन एक साथ मिश्रित होते हैं, लेकिन क्वांटम यांत्रिकी का मानना है कि दो समान इलेक्ट्रॉन एक ही कक्षा में नहीं रह सकते हैं। इसलिए, इन इलेक्ट्रॉनों को एक ही कक्षा में लड़ने से रोकने के लिए, कई कक्षाएँ कई कक्षाओं में विभाजित हो जाती हैं। इतने सारे ऑर्बिटल्स के एक साथ सिकुड़ने से, वे गलती से करीब आ जाते हैं और चौड़े बड़े ऑर्बिटल्स बन जाते हैं। अनेक सूक्ष्म कक्षकों को एक साथ निचोड़कर बनाई गई इस प्रकार की विस्तृत कक्षा को ऊर्जा बैंड कहा जाता है।
कुछ विस्तृत कक्षाएँ इलेक्ट्रॉनों से भरी होती हैं, जिससे वे हिलने-डुलने में असमर्थ हो जाते हैं। कुछ विस्तृत कक्षाएँ बहुत खाली हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं। इलेक्ट्रॉन गति कर सकते हैं और स्थूल रूप से विद्युत का संचालन करते प्रतीत होते हैं। इसके विपरीत, यदि इलेक्ट्रॉन गति नहीं कर सकते, तो वे बिजली का संचालन नहीं कर सकते।
ठीक है, आइए चीजों को सरल रखें और "मूल्य बैंड, पूर्ण बैंड, निषिद्ध बैंड और गाइड बैंड" की अवधारणाओं का उल्लेख न करें। वृत्त पर ध्यान केंद्रित करने के लिए तैयार रहें!
कुछ पूर्ण कक्षाएँ खाली कक्षाओं के बहुत करीब होती हैं, और इलेक्ट्रॉन आसानी से पूर्ण कक्षा से खाली कक्षा में जा सकते हैं, जिससे वे स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं। यह एक कंडक्टर है. मोनोवालेंट धातुओं का चालकता सिद्धांत थोड़ा अलग है।
लेकिन अक्सर दो चौड़े ऑर्बिटल्स के बीच एक गैप होता है और इलेक्ट्रॉन इसे अकेले पार नहीं कर सकते, इसलिए वे बिजली का संचालन नहीं करते हैं। लेकिन यदि अंतराल की चौड़ाई 5 ईवी के भीतर है, तो इलेक्ट्रॉन में अतिरिक्त ऊर्जा जोड़कर खाली कक्षा को भी पार किया जा सकता है और इसके पार स्वतंत्र रूप से घूम सकता है, जो प्रवाहकीय है। 5 ईवी से अधिक न होने वाली गैप चौड़ाई वाला इस प्रकार का ठोस कभी-कभी प्रवाहकीय होता है और कभी-कभी नहीं, इसलिए इसे अर्धचालक कहा जाता है।
यदि अंतर 5 ईवी से अधिक है, तो इसे मूल रूप से रोकना होगा। सामान्य परिस्थितियों में, इलेक्ट्रॉन क्रॉस नहीं कर सकते, जो एक इन्सुलेटर है। निःसंदेह, यदि ऊर्जा काफी बड़ी है, तो 5 ईवी के अंतर को तो छोड़ ही दें, यहां तक कि 50 ईवी भी अभी भी चल सकता है, जैसे कि उच्च वोल्टेज बिजली हवा के माध्यम से टूटती है।
इस बिंदु पर, क्वांटम यांत्रिकी द्वारा विकसित बैंड सिद्धांत ने लगभग आकार ले लिया है। बैंड सिद्धांत व्यवस्थित रूप से कंडक्टर, इंसुलेटर और अर्धचालक के बीच आवश्यक अंतर को समझाता है, जो पूर्ण और खाली ऑर्बिटल्स के बीच के अंतर पर निर्भर करता है, और अकादमिक रूप से, वैलेंस और कंडक्शन बैंड के बीच बैंडगैप चौड़ाई पर निर्भर करता है।
