نیمناقیلها

نیمناقیلها گروه کلان مادّه‌ها (سخت، مایع، امارفی) ، که از روی قیمت ناقلیّت الکتریشان (ا) بین متالها (آ-10ی-104 عام-1 سانتی‌متر-1) و دیالیکتریکها (آ < س 10-1°-یو-12 عام-1 عام-1) جایی می‌گیرند (قیمتهای آ به حرارت خانه موافقند). جهت از متالها فرق‌کنندة نیمناقیلها این است، که با افزایش حرارت ناقلیّت الکتری آنها زیاد می‌شود. زیرا با افزایش حرارت حرکت گرمی بندهای الکترونی را می‌کند و یک قسم الکترونها به حاملان آزاد جریان تبدل می‌یابند. بندهای الکترونی نه فقط از تأثیر حرارت، بلکه از تأثیر روشنایی، سی­ل زرّدای سریع، میدان ایلیکت­ری زور و غیره نیز کنده می‌شوند. به همین سبب ناقلیّت الکتری نیمناقیلها به تأثیرات بیرونه، اینچنین به موجودیّت غشها و نقصانها در کریستلّ خیلی هسااس می‌باشد.

بینابر این با راه تغییر دادن حرارت، داخل نمودن غشها و غیره ناقلیّت الکتری نیمناقیل را در خو­دودهای وسیع اداره کردن ممکن است. از این رو، اگر نیمناقیل را به گروه علی‌حده جدا نکرده، در بارة حالت نیمناقیلی مادّه‌های غیریمیتلّی سخن می‌راندیم، عنیق و خوبتر می‌بود. امّا چون نیمناقیل بیشتر مجموع یکچند گروههای مخصوص مادّهای را قبول می‌کنند، که خصوصیت نیمناقیلیشان در حرارت خانه (300 ک) هم روشن ظهور می‌یابند. مثلاً، ایلی­مینتهای گروه iv سیستم دوری المنتهای شیمیایی مندلیف (ge، si)؛ پیوستهای المنتهای گوروخ 3 (ai، سه، in) و المنتهای گروه v (ر، as، sb) ، که نیمناقیلهای نوع ain bv (gaas، insb، gap، 1پروه غیره) نام گرفته‌اند؛ المنتهای گروه vi و v (تی، se، as، sb، bi) ؛ پیوست­خای نوع a»vbvi (pbs، pbte، snte، gete و غ .)؛ پیوستهای گوروخ vi و متالخای نادر (ti، v، mn، fe، hi، sm، eu و گ .)؛ نیمناقیلهای آرگنیکی و غیره.   از بس که در جسم سخت اتمها یا یونها تا مسافة تقریباً برابر ردیوس اتم به هم نزدیک می‌ش­وند، الکترونهای ولینتی از یک اتم به اتم دیگر گذشته می‌توانند.

چونین مبادلة الکترونها بند کاولینتی را به وجود می‌آورد. این منظره به ge، که یکی از نیمناویلهای مقرّریست، تطبیق‌پذیر است. همة اتمهای ge نییترلیند و با بند کاولینتی به هم علاقه‌مندند. امّا مبادلة الکترونها در بین اتمها بی‌واسطه ناقلیّت الکتری را به عمل نمی‌ارد، زیرا عموماً تقسیمات زیچی الکترونی قطعیاً مقرّر می‌باشد؛ به هر یک بند بین جفت اتمهای همسایه 2-تایی الکترون موافق می‌آید. برای در چنین کریستلّ ب     وجود آوردن ناقلیت. کندن اقلن یکی از بندها لازم است (با راه گرمکنی، فروبورد فاتانها و غیره) ، یعنی الکترون را از این بند رها نموده، آن را به یچییکة دیگر کریستلّ کوچاندن لازم است، در جای نو این الکترون زیادتی خواهد بود. چنین الکترون منبعد از یک یچییکة کریستلّ به یچییکة دیگر آزاد حرکت کرده می‌تواند (زیرا برای آن همة یچییکه‌ها ایکویولینتند). از بس که این ایلیکت­ران در تمام کریستلّ زیادتی خواهد بود، آن زرید منفی برزیاد را با خود می‌برد، یعنی با الکترون ناقلیت تبدل می‌یابد.

بند کندشده به سوراخ در سراسر کریستلّ سیرکننده تبدل می‌یابد، زیرا در مورد مبادلة زور الکترون یکی از بندهای همسایه درحال جای خالیشدة بند را اشغال کرده، در نوبت خود «سوراخ» نو را حاصل می‌کند. نارسایی الکترون یکی از بندها در اتم (یا خود چفت اتم­ها) به وچود آمدن یک واحد ز­رید مثبت را می‌فهماند، که آن گویا یکچایه با سوراخ از یک قسم کریستلّ به قسم دیگرش می‌کوچد.

ناقیلیّت الکتری نیمناقیلها را هم الکترونهای اتمهای خود مادّة داده شده (ناقلیّت خصوصی) ، هم الکترونهای اتمهای غش (ناکی­لیّت غشی) به وجود آورده می‌توانند. در برابر این نقصانهای گوناگون ستروکتورة کریس­تلّ، مملن، وکنسیه‌ها، اتمهای بی­ن گرههای پنچرة کریستلّ، اینچنین نارسایی یا برزیادی اتمهای یکی از کامپانینتهای پیوستهای نیمناقیلی (مثلاً، نارسایی. ni در nio یا s در pbs) نیز منبة حاملان جریان می‌باشند.

غشها و نقصانها را به دانارها و اکتسیپتارها چودا می‌کنند. داناردا به هچم نیمناقیلها الکترونهای برزیاد داده، ناقلیّت ایلیکت­ران ا (ناقلیّت نوع پ، از لاتینی negative-منفی) ، عکسیپتارها باشند، الکترونهای ولینتی مادّه‌ای را، که به آن داخل کرده شده‌اند، ضبط کرده، سوراخها و در نتیجه این ناقلیّت سوراخی (ناقپلپیت نوع ر، از لاتینی positive-مثبت) به وجود می‌آرند. همچون مثال دانارها غشتامهای المنتهای گروه v (ر، as، sb)-po در ge و si نام بردن ممکن است. این گونه غشتام در پنجرة کریستلّی جایگیر شده، در یکی از یچییکه‌های آن جای اتم gc-po اشغال می‌کند. در این وقت از 5-تا الکترونهای و­لینتی آن 4-تاش با همسایتامهای ge بند کاولینتی تشکیل می‌کنند، الکترون 5-م باشد، برای پنجرة داده شده «زیادتی» می‌شود، زیرا همة بندها الّکه‌ای پُر شده‌اند. این الکترون، کن در هیچ یک یچییکة المنتاری پنجرة کریستلّی «مقیمی» شده نمی‌تواند، به الکترون ناقلیت تبدل می‌یابد.

ینن همین طور، اتمهای المنتهای گروه 3 (و، al، ga، in) در ge و si مثال عکسیپتارها می‌باشند. این عکسیپتارها بر زمّ 3 الکترون ولینتین خود یکی ای الکترونهای ولینتی ge-po ضبط کرده، با همسایتامهای نزدیکترین ge 4-تا بند کاولینتی حاصل می‌نمایند و به یونهای منفی ز­ریدناک مبدّل می‌شوند. در جای الکترون ضبطشده سوراخ باقی می‌ماند، که آن هنگام حرارتهای ن  آن قدر پست در سراسر کریس­تلّ آزاد جایی عوض کرده می‌تواند.

گرچندی، که نیمناقیلها همچون گروه مخصوص متریالها در آخر عصر 19 معلوم بودند، فقط انکشاف نظریة کونتی به فهمیدن خصوصیتهای دیالیکترها، نیمناقیلها و متالها (ایلسان، شمه، 19ا1) امکانیت داد. چنین خاصیتهای اساسی نیمناقیلها، به مانند راستشوی جریان در جای بهمرسی متال-نیمناقیل، فاتاناقیلیت و غیره از این هم پیشتر آشکار و در اساس آنهر اسبابهای اوّلین ساخته شدند. آ. و. لاسیف امکان‌پذیری برای تقویت و گینیرتسیة لپّشها استفاده بردن کانتکتهای نیمناقیلی (دیتیکتارهای کریستلّی) را اثبات کرد، که منبعد جای آنها را لامپه‌های الکترو­نی و ترنزیستارها اشغال نمودند. اوّل سالهای 50 عصر 20 تدقیق پُرنج فیزیکة نیمناقیلها cap شد، که به آن م و-وفّقیّتهای در ساحة تکنولوژی صافکاری و لیگیرانی کریستلّها به دستامده مساعدت کردند. وابسته به کشف ‌افکنیشات مجبوری در gaas (د. ن. نسلیداف، ا. ا. راگچیاو، س. م. ریوکین، ب. و. سرینکاو، ا.ج.ش.س.، 1962) دقّت تدکیکیتچیان را خاصیتهای آپتیکی نیمناقیلها جلب نمود، که آن به بنیاد لیزرهای نیمناقیلی[خالّ (شمه) ، ب. م. ول، ا. پ. شاتاو، ج. ا. الفیاراف و دیگر (ا.ج.ش.س.) ] آورده رساند.

تدقیقات وسیع نیمناقیلها در ا.ج.ش.س. تحت راهبری ا. ف. اافّی در انستیتوت فیزیکه و تکنیکة آکادمی فنهای ا.ج.ش.س. oxیر سالهای 20 cap شد. اکثر مفهومهای  نظریه‌وی نیمناقیلهاpo بار اوّل یه. ا. فرینکیل، ا. ب. تمّ، ب. ا. دوы­داف، ا. ف. گراسّ، و. ا. جزی، و. ا. لتکریاو، و. م. توچکیویچ و دیگر تشکّل دادند. در تاجیکستان به تدقیقات ساحة نیمناقیلها کارمندان انستیتوت فیزیکه و تکنیکة آکادمی فنهای رسّ تاجیکستان مشغولند.

دبیات: اافّی ا. ف. ، فیزیکه پالوپرا­وادنیکام، مسکو- لنینگراد.       1957؛ انسیلم ا. ا. ، وّیدینی و تیاری و پالوپراوادنی­کاو، مسکو 1978؛ کرییف پ. س. ، فیزیکه پالوپراوادنیکاو، 2 ازدنی. ، 1975؛ گوت­من ف. ، ل ا ی آ ن س ل. ، آرگنیچیسکی پا­لوپراوادنیک، پیریواد س انگلییسکاگا، 1970. ش. مولاناو.