एक अर्धचालक ________ बंधों द्वारा बनता है।

Question

Accepted Answer

A: सहसंयोजक (Covalent)

Explanation & Concepts:
सिलिकॉन और जर्मेनियम जैसे अर्धचालक समूह-IV (Group-IV) के तत्व हैं जो पड़ोसी परमाणुओं के साथ संयोजी इलेक्ट्रॉनों (valence electrons) को साझा करके स्थिर अष्टक विन्यास प्राप्त करते हैं। परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉन साझा करने की यह प्रक्रिया सहसंयोजक बंध (covalent bonds) के गठन का परिणाम है, जो क्रिस्टलीय जाली संरचना का निर्माण करते हैं।

Working Principle: एक क्रिस्टल जाली (जैसे, हीरा संरचना) में, प्रत्येक अर्धचालक परमाणु में 4 संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं। यह इनमें से प्रत्येक को 4 निकटवर्ती परमाणुओं के साथ साझा करके 4 मजबूत सहसंयोजक बंध बनाता है। $T = 0 K$ पर, सभी सहसंयोजक बंध बरकरार रहते हैं, जिससे वे कुचालक (insulators) के रूप में व्यवहार करते हैं। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है या ऊर्जा दी जाती है, कुछ सहसंयोजक बंध टूट जाते हैं, जिससे आवेश वाहक (इलेक्ट्रॉन और होल) मुक्त होते हैं जो विद्युत चालन की अनुमति देते हैं।

Key Formulas: $E_g = E_c - E_v$ — चालन बैंड ($E_c$) और संयोजी बैंड ($E_v$) के बीच ऊर्जा अंतराल; $n_i^2 = n \cdot p$ — अर्धचालक वाहक सांद्रता के लिए द्रव्य-अनुपाती क्रिया का नियम (Mass Action Law)

Key Points: समूह-IV तत्व (Si, Ge) सहसंयोजक बंधन के माध्यम से स्थिर क्रिस्टल बनाते हैं।; सहसंयोजक बंध टूटने से एक इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न होता है।; अर्धचालक क्रिस्टल ज्यामिति को बनाए रखने के लिए सहसंयोजक बंध आवश्यक हैं।; नैज (Intrinsic) अर्धचालक केवल तभी चालन करते हैं जब ऊष्मीय ऊर्जा बैंडगैप ऊर्जा से अधिक हो जाती है।

Advantages: क्रिस्टलीय जाली को संरचनात्मक स्थिरता प्रदान करता है।; डोपिंग के माध्यम से आवेश वाहक घनत्व पर नियंत्रण की अनुमति देता है।

Disadvantages: परम शून्य तापमान ($0 K$) पर, सहसंयोजक बंध संरचना एक पूर्ण कुचालक के रूप में कार्य करती है।; बंध-तोड़ने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता के कारण धातुओं की तुलना में उच्च ऊष्मीय संवेदनशीलता।

Applications: P-N जंक्शन डायोड का निर्माण।; ट्रांजिस्टर (BJT, FET) और इंटीग्रेटेड सर्किट (ICs) का विकास।

Additional Info: वैद्युत-संयोजक (आयनिक) बंध आयनों के बीच स्थिरवैद्युत आकर्षण के कारण होते हैं, जो आमतौर पर $NaCl$ जैसे लवणों में देखे जाते हैं।. उप-सहसंयोजक बंधों में केवल एक भाग लेने वाले परमाणु द्वारा दान किए गए इलेक्ट्रॉनों का एक साझा युग्म शामिल होता है, जो शुद्ध अर्धचालक क्रिस्टल में प्राथमिक तंत्र नहीं है।

Answer: A सही है — अर्धचालक क्रिस्टल निकटवर्ती परमाणुओं के बीच संयोजी इलेक्ट्रॉनों को साझा करके बने सहसंयोजक बंधों द्वारा एक साथ बंधे होते हैं।

Exam Tip: याद रखें कि नैज अर्धचालक $0 K$ पर कुचालक के रूप में कार्य करते हैं क्योंकि सभी सहसंयोजक बंध पूरी तरह से भरे होते हैं, जिससे चालन के लिए कोई मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं बचता है।

Answer

Option B: वैद्युत-संयोजक (Electrovalent)

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Option C: उप-सहसंयोजक (Co-ordinate)

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Option D: उपर्युक्त में से कोई नहीं

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