बैंड गैप इंजीनियरिंग में वांछित कार्यक्षमता प्राप्त करने के लिए सामग्री के इलेक्ट्रॉनिक गुणों को संशोधित करना शामिल है। यह अर्धचालकों, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और सौर कोशिकाओं के विकास में आवश्यक है। यह लेख बैंड गैप इंजीनियरिंग में उपयोग की जाने वाली व्यावहारिक तकनीकों और गणनाओं का पता लगाता है।

बैंड गैप इंजीनियरिंग के लिए तकनीक

कई तरीकों को सामग्री के बैंड के अंतराल को बदलने के लिए नियोजित किया जाता है। इनमें डोपिंग, तनाव अनुप्रयोग और क्वांटम कन्फ्यूनमेंट शामिल हैं। प्रत्येक तकनीक विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए सामग्री के गुणों को अनुरूप बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनिक संरचना को समायोजित करती है।

प्रैक्टिकल तकनीक

Doping अपने विद्युत गुणों को बदलने के लिए एक सामग्री में अशुद्धियों को लागू करता है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन के लिए फास्फोरस जोड़ने से संकीर्ण बैंड अंतर के साथ n-प्रकार के सेमीकंडक्टर बन जाते हैं। Strain Engineering में परमाणु रिक्ति को बदलने के लिए यांत्रिक विरूपण लागू करना शामिल है, जो बैंड संरचना को प्रभावित करता है। ] क्वांटम confinement] क्वांटम डॉट्स जैसे नैनोसंरचनाओं में होता है, जहां आकार में कमी एक व्यापक प्रभावी बैंड अंतर की ओर जाता है।

बैंड गैप इंजीनियरिंग में गणना

गणना में अक्सर इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना मॉडलिंग को घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत (डीएफटी) जैसे तरीकों का उपयोग किया जाता है। बैंड अंतराल ऊर्जा (ईजी) का अनुमान राज्यों के इलेक्ट्रॉनिक घनत्व का विश्लेषण करके या अनुभवजन्य सूत्रों का उपयोग करके किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, नैनोपार्टिकल्स में क्वांटम कन्फर्मेशन प्रभाव को ब्रूस समीकरण द्वारा अनुमोदित किया जा सकता है:

Eg(nano) = Eg(bulk) + (Pr2π2)/(2R2)* (1/me + 1/mh)]

Eg(nano) नैनोकणों का बैंड अंतर है, Eg(bulk)]]]] थोक सामग्री का बैंड अंतर है, R] कण त्रिज्या है, और me]]] और Mh] इलेक्ट्रॉनों और छेद के प्रभावी द्रव्यमान हैं।

सारांश

बैंड गैप इंजीनियरिंग विभिन्न तकनीकों और सामग्रियों के इलेक्ट्रॉनिक गुणों को संशोधित करने के लिए गणना को जोड़ती है। इन तरीकों को समझना उन्नत इलेक्ट्रॉनिक और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के डिजाइन को सक्षम बनाता है।