নিচের কোনটির রোধের উষ্ণতা সহগ ঋণাত্মক?
সিলিকন
সিলিকনের রোধের উষ্ণতা সহগ ঋণাত্মক হওয়ার কারণ 🧐
সাধারণত, পরিবাহী পদার্থের (যেমন: তামা, অ্যালুমিনিয়াম) ক্ষেত্রে তাপমাত্রা বাড়লে রোধও বাড়ে। এর কারণ হলো তাপমাত্রা বাড়লে পরিবাহী পদার্থের মধ্যে থাকা মুক্ত ইলেকট্রনগুলোর কম্পন বেড়ে যায়, ফলে এদের চলাচলে বাধা সৃষ্টি হয়। কিন্তু অর্ধপরিবাহী (semiconductor) যেমন সিলিকনের ক্ষেত্রে বিষয়টি ভিন্ন। 🤷♀️
কারণসমূহ: 👇
- মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা বৃদ্ধি: তাপমাত্রা বাড়লে সিলিকনের মধ্যে থাকা কিছু পরমাণু তাদের যোজ্যতা ইলেকট্রন (valence electron) ত্যাগ করে, যা মুক্ত ইলেকট্রন হিসেবে পরিবাহনে অংশ নেয়। অর্থাৎ, তাপমাত্রা বাড়লে বেশি সংখ্যক চার্জ ক্যারিয়ার (charge carrier) তৈরি হয়। ⚡
- কোভ্যালেন্ট বন্ডের ভাঙন: সিলিকনের পরমাণুগুলো কোভ্যালেন্ট বন্ডের মাধ্যমে যুক্ত থাকে। তাপমাত্রা বাড়লে এই বন্ডগুলো ভেঙে যায় এবং ইলেকট্রন মুক্ত হয়। 🧊➡️💧
- mobility হ্রাস: তাপমাত্রা বাড়লে ইলেকট্রনের mobility কমে যায় কিন্তু মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা বৃদ্ধি পাওয়ায় সামগ্রিকভাবে পরিবাহিতা (conductivity) বাড়ে। 🚗📉 কিন্তু 👨👩👧👦📈 তাই যানজট কমে যায়।
রোধের উপর প্রভাব: 🌡️📉
যেহেতু তাপমাত্রা বাড়লে পরিবাহিতা বাড়ে, তাই রোধ (resistance) কমে যায়। রোধ এবং পরিবাহিতা একে অপরের বিপরীত। এই কারণে সিলিকনের রোধের উষ্ণতা সহগ (temperature coefficient of resistance) ঋণাত্মক হয়। ➕🌡️ ➡️ ➖R
বিষয়টি একটি উদাহরণের সাহায্যে বোঝা যাক:
| তাপমাত্রা | মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা | রোধ |
|---|---|---|
| 25°C | কম | বেশি |
| 100°C | বেশি | কম |
অন্যান্য অর্ধপরিবাহী:
সিলিকন ছাড়াও জার্মেনিয়াম (Germanium) এর মত অন্যান্য অর্ধপরিবাহীর ক্ষেত্রেও একই বৈশিষ্ট্য দেখা যায়। 🌍
ব্যবহার: ⚙️
- থার্মিস্টর (Thermistor) তৈরিতে
- বিভিন্ন সেন্সর (Sensor) তৈরিতে
আশা করি, সিলিকনের রোধের উষ্ণতা সহগ ঋণাত্মক হওয়ার কারণটি তোমরা বুঝতে পেরেছ। 👍
Disclaimer: তথ্যের যথার্থতা নিশ্চিত করার জন্য সর্বাত্মক চেষ্টা করা হয়েছে। 🙏
```