संयोजकता बैंड

valence band

वैलेंस बैंड किसी ठोस में उच्चतम ऊर्जा बैंड है जो पूर्ण शून्य पर इलेक्ट्रॉनों द्वारा कब्जा कर लिया जाता है। दूसरे शब्दों में, यह ऊर्जा स्तरों का बैंड है जिसमें परमाणु के वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं। वैलेंस इलेक्ट्रॉन किसी परमाणु के सबसे बाहरी कोश में मौजूद इलेक्ट्रॉन होते हैं। वे परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधन के लिए जिम्मेदार हैं।

कार्य के सिद्धांत

वैलेंस बैंड ठोस में परमाणुओं के परमाणु कक्षकों के ओवरलैप होने से बनता है। परमाणु कक्षाएँ वे ऊर्जा स्तर हैं जिन पर इलेक्ट्रॉन एक पृथक परमाणु में रहते हैं। जब किसी ठोस में परमाणु एक-दूसरे के करीब होते हैं, तो उनके परमाणु कक्षक ओवरलैप होते हैं और ऊर्जा बैंड बनाते हैं।

वैलेंस बैंड विशेषताएँ

वैलेंस बैंड की विशेषता निम्नलिखित है:

यह किसी ठोस में उच्चतम ऊर्जा बैंड है जो पूर्ण शून्य पर इलेक्ट्रॉनों द्वारा व्याप्त होता है।

•    इसमें एक परमाणु के वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं।
•    इसका निर्माण ठोस में परमाणुओं की परमाणु कक्षाओं के ओवरलैप होने से होता है।

गणितीय समीकरण

निम्नलिखित गणितीय समीकरण वैलेंस बैंड में एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा का वर्णन करता है:

$E_{v}=-E_{g},$

जहाँ:

•    $E_{v}$ वैलेंस बैंड में एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा है
•   $E_{g}$ अर्धचालक सामग्री की बैंड गैप ऊर्जा है

बैंड गैप ऊर्जा वैलेंस बैंड और चालन बैंड के बीच ऊर्जा अंतर है।

रेखांकन

निम्नलिखित ग्राफ़ अर्धचालक सामग्री में ऊर्जा बैंड दिखाता है:

अर्द्धचालक बैंड संरचना का सरल आरेख, बैंड गैप के दोनों ओर कुछ बैंड दिखा रहा है।

वैलेंस बैंड ग्राफ में उच्चतम ऊर्जा बैंड है।

वैलेंस बैंड के अनुप्रयोग

वैलेंस बैंड कई अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है, जिनमें शामिल हैं:

   अर्धचालक

अर्धचालक वे सामग्रियां हैं जिनमें एक छोटी बैंड गैप ऊर्जा होती है। इससे इलेक्ट्रॉनों के लिए वैलेंस बैंड से कंडक्शन बैंड तक उत्तेजित होना आसान हो जाता है। यह अर्धचालकों को विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, जैसे ट्रांजिस्टर, डायोड और सौर कोशिकाओं में उपयोग करने की अनुमति देता है।

   लेज़र

लेज़र ऐसे उपकरण हैं जो प्रकाश की एक सुसंगत किरण उत्पन्न करते हैं। लेज़रों के संचालन के लिए वैलेंस बैंड महत्वपूर्ण है।

   एल ई डी

एल ई डी प्रकाश उत्सर्जक डायोड हैं। जब इलेक्ट्रॉन वैलेंस बैंड में छिद्रों के साथ पुनः संयोजित होते हैं तो वे प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।

संक्षेप में

अर्द्धचालक एलेक्ट्रॉनिकी (सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स) में वैलेंस बैंड एक महत्वपूर्ण अवधारणा है। यह किसी ठोस में उच्चतम ऊर्जा बैंड है जो पूर्ण शून्य पर इलेक्ट्रॉनों द्वारा व्याप्त होता है। वैलेंस बैंड अर्धचालक, लेजर और एलईडी सहित कई अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।