Urbach energy
ارباچ انرجی، یا ارباچ ایج، ایک پیرامیٹر ہے جسے عام طور پر توانائی کے طول و عرض کے ساتھ ظاہر کیا جاتا ہے، جو سیمی کنڈکٹر کے بینڈ کناروں میں توانائی کی خرابی کی مقدار کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ اس کا اندازہ جذب گتانک کو توانائی کے فنکشن کے طور پر ایک ایکسپونینشیل فنکشن میں فٹ کرکے کیا جاتا ہے۔ یہ اکثر ساختی طور پر بے ترتیب سیمی کنڈکٹرز جیسے ہائیڈروجنڈ بے ساختہ سلکان میں الیکٹران ٹرانسپورٹ کو بیان کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ سیمی کنڈکٹر کی آسان ترین وضاحت میں، آپٹیکل جذب کے آغاز کی مقدار کے لیے ایک واحد پیرامیٹر استعمال کیا جاتا ہے: بینڈ گیپ،۔ اس تفصیل میں، سیمی کنڈکٹرز کو اوپر کے فوٹونوں کو جذب کرنے کے قابل ہونے کے طور پر بیان کیا گیا ہے، لیکن وہ نیچے کے فوٹونوں کے لیے شفاف ہیں۔ تاہم، 3 جہتی سیمی کنڈکٹرز میں حالتوں کی کثافت بینڈ گیپ سے مزید بڑھ جاتی ہے (تاہم یہ عام طور پر کم جہتی سیمی کنڈکٹرز میں درست نہیں ہے)۔ اس وجہ سے، جذب گتانک، توانائی کے ساتھ بڑھتا ہے۔ ارباخ توانائی بینڈ کے کنارے کے قریب جذب کے آغاز کی شدت کی مقدار طے کرتی ہے، اور اسی وجہ سے حالتوں کی کثافت کی وسعت۔ جذب کا تیز آغاز کم ارباچ توانائی کی نمائندگی کرتا ہے۔ تاریخ اور نام ارباخ توانائی کی تعریف توانائی کے ساتھ جذب میں تیزی سے اضافے سے کی جاتی ہے۔ اگرچہ جذب کا ایک متغیر انحصار پہلے فوٹو گرافی کے مواد میں مشاہدہ کیا گیا تھا، لیکن یہ فرانز ارباچ ہی تھے جنہوں نے کرسٹل میں اس خاصیت کا منظم طریقے سے جائزہ لیا۔ انہوں نے 1953 میں کوڈیک کمپنی میں کام کرتے ہوئے اپنی تعلیم کے لیے سلور برومائڈ کا استعمال کیا۔ تعریف سیمی کنڈکٹرز میں جذب جذب کے آغاز کے قریب تیزی سے بڑھنے کے لیے جانا جاتا ہے، جو شدت کے کئی آرڈرز پر پھیلا ہوا ہے۔ توانائی کے فعل کے طور پر جذب کو مندرجہ ذیل مساوات کے ذریعے بیان کیا جا سکتا ہے: جہاں اور بالترتیب الٹا لمبائی اور توانائی کے طول و عرض کے ساتھ فٹ ہونے والے پیرامیٹرز ہیں، اور ارباچ انرجی ہے۔ یہ مساوات صرف اس وقت درست ہوتی ہے جب۔ ارباخ توانائی درجہ حرارت پر منحصر ہے۔ ہائیڈروجن شدہ بے ساختہ سلکان کے لیے کمرے کے درجہ حرارت کی اقدار عام طور پر 50 میگاواٹ اور 150 میگاواٹ کے درمیان ہوتی ہیں۔ چارج ٹرانسپورٹ سے تعلق ارباچ انرجی کا اندازہ اکثر ساختی طور پر بے ترتیب سیمی کنڈکٹرز میں بینڈ کے کناروں کی توانائی بخش خرابی پر بیانات دینے کے لیے کیا جاتا ہے۔ ارباخ توانائی کو ہائیڈروجن شدہ بے ساختہ سلکان میں لٹکتے ہوئے بانڈ کی کثافت کے ساتھ بڑھتا ہوا دکھایا گیا ہے اور ٹرانجسٹر پیمائشوں کا استعمال کرتے ہوئے تشخیص شدہ بینڈ دم کی ڈھلوان کے ساتھ مضبوطی سے منسلک دکھایا گیا ہے۔ اس وجہ سے، اسے ایک سے زیادہ ٹریپنگ اور ریلیز کے زیر انتظام سیمی کنڈکٹرز میں ایکٹیویشن انرجی کے لیے پراکسی کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ بتانا ضروری ہے کہ یہ ایک جیسا نہیں ہے، کیونکہ یہ ایک بینڈ سے وابستہ عارضے کو بیان کرتا ہے، دونوں کو نہیں۔ پیمائش ارباخ توانائی کا اندازہ کرنے کے لیے، جذب گتانک کو شدت کے کئی ترتیبات پر ناپنے کی ضرورت ہے۔ اس وجہ سے، اعلی صحت سے متعلق تکنیکیں جیسے مستقل فوٹو کرنٹ طریقہ (سی پی ایم) یا فوٹوتھرمل ڈیفلیکشن سپیکٹروسکوپی استعمال کی جاتی ہیں۔ حوالہ جات مواد سائنس سیمی کنڈکٹر