أشباه الموصلات العضوية واللاعضوية Organic and Inorganic Semiconductors |
![]() ![]() |
أقرأ أيضاً
التاريخ: 2024-03-10
![]()
التاريخ: 2024-07-10
![]()
التاريخ: 2024-06-10
![]()
التاريخ: 2024-08-27
![]() |
إن المواد في الطبيعة أنواع عدّة، فالكهربائية منها تقسّم حسب مقاومتها النوعية، حيث تبلغ المقاومة النوعية لأشباه الموصلات اللاعضوية بحدود (10-2-108) (اوم. سم)، ولأشباه الموصلات العضوية بحدود (102-1012) (اوم.سم)، ومنها نستنتج أنها تقع بين المواد الموصلة (10-2-10-8) (اوم.سم) والمواد العازلة (< 1014) (اوم.سم)(1)، إن آلية التوصيل الكهربائي لهذه المواد تتم وفق نظرية حزم الطاقة، وذلك لان الاوربتالات الترابطية تقع في حزم التكافؤ (Valence band) وتكون الالكترونات ضمن هذه الحزمة مقيدة بالذرة ولا تشترك بالتوصيل الكهربائي، أما الاوربتالات الغير ترابطية فتقع ضمن حزمة التوصيل (Conduction band) حيث تكون الالكترونات ضمن هذه الحزمة لها القابلية على الاشتراك في عملية التوصيل الكهربائي والفجوة التي تقع بين الحزمتين تسمى حزمة الفجوة (Gap Band) (2,3).
لقد أجريت العديد من الدراسات الفيزيائية والكيميائية حول أشباه الموصلات العضوية وتعود بداياتها إلى أوائل القرن العشرين، فقد بيّن (Pochettino)(4) عام (1906) إن المركبات العضوية تمتلك توصيلية ضوئية وذلك من خلال دراسته لمركب الانثراسين (Anthracene) ثم تلاه كلّ من العالمين (Szent and Gyorgyi)(5) عام (1941) اللذين بيّنا إن المركبات العضوية تسلك سلوك أشباه الموصلات وذلك من خلال دراستهم لبعض مركبات البروتين، وقد أوضحوا أن التوصيلية الكهربائية تتم عن طريق الكترونات (π) الموجودة في الجزيئة، بعدها أوضح العالم Eley (1948)(6) إن التوصيلية الكهربائية لأشباه الموصلات العضوية تتناسب أسيا" مع مقلوب درجة الحرارة. كما بيّن العالم وجماعته Akamatu et al (1954)(7) إن التوصيلية الكهربائية هي بشكل عام قليلة في المركبات العضوية وبالأخص معقدات انتقال الشحنة. كما قام الباحث (قاسم وجماعته) (1998)(8) بدراسة الخواص الكهربائية المستمرة والمتناوبة لقواعد شف ومعقداتها مع ايونات عناصر النيكل والبلاد يوم وقد بيّنوا إن التوصيلية تزداد بزيادة ذرات النيكل.
إن من أهم مميزات أشباه الموصلات امتلاكها مقاومة ذات معامل حراري سالب وهذه تؤدي إلى زيادة التوصيلية الكهربائية (خاصية انتقال الالكترونات) لشبه الموصل مع زيادة درجة الحرارة نتيجة لتحطم الأواصر وانتقال الالكترونات من حزمة التكافؤ إلى حزمة التوصيل(9)، وتمتاز أشباه الموصلات أيضا بحساسيتها العالية عند احتوائها على الشوائب، فهي بذلك تمتلك نوعين من التوصيلية الكهربائية توصيلية من نوع (N-Type) (يتم التوصيل بوساطة الكترونات حزمة التوصيل)، وتوصيلية من نوع (P-Type) (يتم التوصيل بالثقوب الموجبة لحزمة التكافؤ)(10)، إنّ هذه المميزات جعلت منها ذات فائدة كبيرة في الكثير من التطبيقات الالكترونية مثل الكواشف(Detectors)، الخلايا الضوئية(Photocells)، وفي الطلاء ذات الامتصاص العالي لموجات الرادار (Radar Absorbing Materials) والمستخدم في طلاء الطائرات(11).
تمثل أشباه الموصلات، البنية الأساسية في الكثير من التطبيقات الصناعية والالكترونية، ويعود السبب إلى التغيّر الواسع في مقدار التوصيلية الكهربائية حيث تعدّ موادا" تحتوي على كمية وافية من أواصر (كاربون-كاربون) والتي لها القابلية على التوصيل الكهربائي، وهي تمثل العدد الهائل من المركبات الكيميائية المختلفة، ولأهمية هذه المواد من الناحيتين الكيميائية والفيزيائية فقد اهتم العديد من الباحثين بدراسة الخواص الكهربائية وعلاقتها مع تركيب المادة، التي تكون على شكل أغشية رقيقة (Thin Films) ومواد حجمية (Bulk)، وتقسم أشباه الموصلات العضوية إلى عدة مجاميع هي:
-1 البلورات الجزيئية Molecular Crystals
-2 البوليمرات Polymers
-3 معقدات انتقال الشحنة Charge Transfer Complexes
إن معقدات انتقال الشحنة التي هي موضوع دراستنا، تتضمن انتقال الشحنة بين جزيئات واهبة للالكترونات (منح زوج الكتروني) وأخرى ساحبة للالكترونات وتكوين أواصر تناسقية كما في التآصر الراجع (Back Donation)(12).
-----------------------------------------------------------
1-M.T.Yaseen,Ph.D.Thesis,AL-Mustansiriyah University,Baghdad,Iraq, (2003).
2-G.T.Bender, “Principle of Chem.Instrumenation”,1ed.W.B.Saunder Camp.,326,(1987).
3-V.Kireer, “Physical Chemistry”,3rd ed.,Mir Publishing,P.126,(1977).
4-A.Pochettino, “Acad.Lincei Rendic”,15,355,(1906).
5-Szent and A.Gyorgyi, “Nature”,157,875,(1946).
6-D.D.Eley, “Nature”,162,189,(1948).
7-H.Akamatu,H.Inkochi & Y.Matsunage, “Nature”,173,168,(1954).
8-M.Kassem,A.AL-Kubaisi & R.Amin,“J.Them Anal”,51,2,617,(1998).
9-G.W.Gastellan, “Physical Chem.”,3rd ed.,ad. wesely publishing comp. 113,(1985).
10 -K.Ghore & G.G.Miller, “J.Chem.Soc.,Farady Trans.”,21,87,(1984).
11-K.J.Vinoy and R.M.Jha, “Radar Absorbing Materials”,By Kluwer Academic publishers,(1996).
12-A.C.Griffin,R.B.Thomas,N.W.Buckley,R.F.Fisher & S.J.Havens, “Liq.Cryat. & Ordered Fluids”,3,61,(1978).
|
|
4 أسباب تجعلك تضيف الزنجبيل إلى طعامك.. تعرف عليها
|
|
|
|
|
أكبر محطة للطاقة الكهرومائية في بريطانيا تستعد للانطلاق
|
|
|
|
|
أصواتٌ قرآنية واعدة .. أكثر من 80 برعماً يشارك في المحفل القرآني الرمضاني بالصحن الحيدري الشريف
|
|
|