ചാലകങ്ങളുടെയും കുചാലകങ്ങളുടെയും ഇടയിൽ വൈദുതി ചാലകതയുള്ള വസ്തുകകളാണ് അർദ്ധ ചാലകങ്ങൾ അഥവാ സെമി കണ്ടക്ടറുകൾ .ഒരു വസ്തു ചാലകമാണോ അർദ്ധ ചാലകമാണോ കുചാലകമാണോ എന്ന് തീരുമാനിക്കുന്നത് അതിലെ വാലൻസ് ബാൻഡും കണ്ടക്ഷൻ ബാൻഡും തമ്മിലുള്ള ഊർജ്ജ വ്യതിയാനമാണ് . 0.5 എലെക്ട്രോണ് വോൾട് മുതൽ 5 എലെക്ട്രോണ് വോൾട് വരെയുള്ള ഊർജ്ജവ്യതിയാനമാണ് അർധചാലകങ്ങളിലെ വാലൻസ്ബാൻഡും കണ്ടക്ഷൻ ബാൻഡും തമ്മിലുള്ളത് .
.
ജർമേനിയവും സിലിക്കണുമാണ് പ്രമുഖ മൂലക അർധചാലകങ്ങൾ . ഇതിൽ സിലിക്കന്റെ ബാൻഡ് ഗാപ് എനർജി 1.2 ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ടും ജർമേനിയത്തിന്റേത് 0.7 ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ടും ആണ് .ബാൻഡ് ഗാപ് എനർജി കുറഞ്ഞിരുന്നാൽ താപനിലയിൽ താരതമ്യേന ചെറിയ വ്യതിയാനം പോലും അർധചാലകങ്ങളെ ചാലകങ്ങളാക്കി മാറ്റും . ഏതു അർധചാലകവും ഒരു പ്രത്യേക താപനിലക്ക് മുകളിൽ ചാലകമായി മാറും . . ജർമേനിയത്തി ൽ ഇത് സംഭവിക്കുന്നത് എൺപതു ഡിഗ്രിക്കാടുത്താണ് അതിനാൽ ജർമേനിയം കൊണ്ട് വലിയ താപനിലകളെ തങ്ങുന്ന അർധചാലക ഡിവൈസുകൾ നിര്മിക്കാനാവില്ല.സിലിക്കണിന് നൂറ്റി അമ്പതു ഡിഗ്രിക്കുമുകളിൽ അതിന്റെ അർദ്ധ ചാലക സ്വഭാവം നഷ്ടപ്പെടും .ഗാലിയം നൈട്രൈടിനാകട്ടെ നാനൂറ്റി അമ്പതു ഡിഗ്രി താപനില വരെ കാര്യക്ഷമമായി പ്രവർത്തിക്കാനാകും
.
കൈകാര്യം ചെയുന്ന ഊർജ്ജത്തിന്റെ അളവും ,തരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തിയും വർധിക്കുമ്പോൾ അർധചാലക ഉപകാരണങ്ങൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന താപോർജജ്ത്തിന്റെ അളവും കൂടും .കൂടുതൽ ബാൻഡ് ഗ്യാപ്പ് എനെര്ജിയുള്ള അർധചാലകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതാ ണ് കൂടുതൽ വലിയ ആവൃതിയിലും , കൂടുതൽ വലിയ ഊർജ്ജ നിലകളിലും പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ നിർമിക്കാനുള്ള ഒരു പോംവഴി . തൊണ്ണൂറുകളിൽ ഉരുത്തിരിഞ്ഞ ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് എന്ന അർധചാലകമാണ് ഇപ്പോൾ വളരെ വലിയ ഫ്രീക്വെൻസികളിൽ പ്രവർത്തിക്കാനാവുന്ന അർധചാലകമായി മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നത് .
.
സൈനിക ,സിവിലിയൻ മേഖലകളിൽ ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് ഇപ്പോൾ തന്നെ അതിന്റെ പ്രഭാവം വ്യ്കതമാക്കിക്കഴിഞ്ഞു . LED ലൈറ്റുകളും, AESA (Active Electronically Scanned Array ) സൈനിക റഡാറുകളും ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് അർധചാലക ഡയോഡുകളും ട്രാന്സിസ്റ്ററുകളും ഉപയോഗിച്ചതാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത് .മൈക്രോവേവ് ഓവനുകളിലെ മാഗ്നെട്രോണുകൾക്ക് പകരം വെക്കാവുന്ന അർധചാലക ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് ഓസിലിലേറ്ററുകൾ വരെ വരും വർഷങ്ങളിൽ രംഗപ്രവേശം ചെയ്യാൻ സാധ്യതയുണ്ട് . മൈക്രോവേവ് ഫ്രീക്വെൻസിയിലെ ഉയർന്ന ബാൻഡുകൾ പ്രായോഗിക ഉപയോഗത്തിനുപയോഗിക്കാൻ ഇപ്പോൾ കഴിയാതിരുന്നത് ആ ഫ്രീക്വെൻസി കളിൽ പ്രവർത്തിക്കാനാവുന്ന കുറഞ്ഞചെലവിൽ നിര്മിക്കാനാവുന്ന അർധചാലക ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യുട്ടുകളുടെ (Integreted Circuits ) അഭാവം നിമിത്തമാണ് . ആ അഭാവവും ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യുട്ടുകൾ സമീപഭാവിയിൽ തന്നെ നികത്തുമെന്നാണ് കരുതപ്പെടുന്നത് .
--
ചിത്രം : ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് ഇന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ സംവിധാനം : ചിത്രം കടപ്പാട് വിക്കിമീഡിയ കോമൺസ്
--
ref
1.https://phys.org/…/2015-07-silicon-gallium-nitride-electron…
2.https://phys.org/…/2017-12-gallium-nitride-processornext-ge…
3.http://iopscience.iop.org/…/0268-1242/page/GaN%20electronics
--
This is an original work based on references . No part of it is copied from elsewhere- Rishidas S
ref
1.https://phys.org/…/2015-07-silicon-gallium-nitride-electron…
2.https://phys.org/…/2017-12-gallium-nitride-processornext-ge…
3.http://iopscience.iop.org/…/0268-1242/page/GaN%20electronics
--
This is an original work based on references . No part of it is copied from elsewhere- Rishidas S