أشباه الموصلات
تُعدّ أشباه الموصلات من المواد ذات الخصائص الفريدة في طريقة تفاعلها مع التيار الكهربائي، حيث إنّ الموصلية الكهربائية لأشباه الموصلات هي بين الموصل الجيد مثل النحاس والموصل العازل مثل المطاط؛ لذلك سميت بشبه الموصل، كما يمكن تغيير توصيلها الكهربائي من خلال الاختلافات في درجة الحرارة أو إضافة شوائب، وتشتمل مواد أشباه الموصلات على عناصر السيليكون والجرمانيوم، ومركبات زرنيخيد الغاليوم، أو كبريتيد الرصاص، أو فوسفيد الإنديوم، وسمح اكتشاف أشباه الموصلات بتطورات هائلة وهامة في مجال الإلكترونيات، وفي هذا المقال سيتم الحديث عن أشباه الموصلات واستخداماتها.[١]
تاريخ أشباه الموصلات
قبل الحديث عن أشباه الموصلات واستخداماتها لا بدَّ من التطرق إلى تاريخ أشباه الموصلات، حيث تم استخدام مصطلح أشباه الموصلات لأول مرة بواسطة أليساندرو فولتا في عام 1782، وفي عام 1833 لاحظ فاراداي أن المقاومة الكهربائية لكبريتيد الفضة انخفضت مع درجة الحرارة، وفي عام 1874 اكتشف كارل براون ووثق تأثير الديود شبه الموصل، حيث لاحظ براون أن التيار يتدفق بحرية في اتجاه واحد فقط عند التلامس بين نقطة معدنية وبلورة جالينا، وفي عام 1901 تم إعطاء براءة اختراع لأول جهاز شبه موصل يُستخدم للكشف عن موجات الراديو، والَّذي تم اختراعه بواسطة Jagadis Chandra Bose، وفي عام 1947 تم اختراع الترانزستور، وهو جهاز يتكون من مواد أشباه الموصلات بمشاركة جون باردين ووالتر براتين وويليام شوكلي،[١] وفي الخمسينيات من القرن العشرين تحقق محمد عطاالله من خواص أشباه الموصلات المصنوعة من السيليكون في مختبرات بيل، حيث اقترح طريقة جديدة لتصنيع جهاز من أشباه الموصلات، وطلاء رقاقة من السيليكون بطبقة عازلة من أكسيد السيليكون حتى يتسنى للكهرباء اختراق مادة السيليكون الموصلة.[٢]
أشباه الموصلات واستخداماتها
تدخل أشباه الموصلات واستخداماتها في مجموعة واسعة من التطبيقات خصيصًا في الأدوات الحديثة، في الواقع فإن أشباه الموصلات موجودة في كل مكان، ولا يخلو جهاز أو منزل أو أيًّا كان منها، وتتضمن أشباه الموصلات واستخداماتها الآتي:
- تُستخدم أشباه الموصلات في تصنيع المكونات والأجهزة الإلكترونية الحديثة مثل الراديو وأجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة.[٣]
- تُستخدم لصنع أجهزة ذات خصائص وقدرات كهربائية خاصة تسمح بالتحكم في الإشارات الكهربائية؛ وذلك لأن أشباه الموصلات يمكن تغيير موصليتها بسهولة.[٢]
- تحتوي أشباه الموصلات على عوامل طاقة حرارية كبيرة مما يجعلها مفيدة في المولدات والمبردات الكهربائية الحرارية.[٢]
- تُستخدم أشباه الموصلات لتصنيع الترانزستورات، والتي تعد الأساس في بناء شرائح الذاكرة ووحدات المعالجة المركزية، وتتميز الترانزستورات بأنها صغيرة الحجم بحيث يُسمح بوضع الملايين منها في مساحة صغيرة.[٣]
- تُستخدم أشباه الموصلات لصنع الصمام الثنائي الباعث للضوء أو بما يعرف بالمصباح، والَّذي يُستخدم في الشاشات، ويعتبر بديل للعديد من تقنيات الإضاءة الحالية.[٣]
- تُستخدم أشباه الموصلات في السيارات ومكبرات الصوت.[٣]
- تُستخدم أشباه الموصلات أيضًا في تكنولوجيا الطاقة الشمسية وفي آلات الطباعة ثلاثية الأبعاد.[٣]
المراجع
- ^ أ ب "What is a Semiconductor?", www.thoughtco.com, Retrieved 04-08-2019. Edited.
- ^ أ ب ت "Semiconductor ", www.wikiwand.com, Retrieved 07-08-2019. Edited.
- ^ أ ب ت ث ج "What are the most important uses of semiconductors?", www.quora.com, Retrieved 07-08-2019. Edited.
