Maddeler Kaça Ayrılır? İletkenlerin Başlıca Özellikleri – Yalıtkan ve Yarı İletken Maddelere Örnekler

Yeryüzündeki bütün maddeler, atom ‘lardan oluşmuştur.Atom ise ortada bir çekirdek ve bunun etrafındaki değişik yörüngelerde hareket eden elektronlardan oluşmaktadır. Elektronlar, negatif elektrik yüküne sahiptirler.Bir etkime yolu ile atomdan ayrılan elektronların bir devre içerisindeki hareketi, elektrik akımını oluşturur. Elektronların her madde içerisindeki hareketi aynı değildir.

Elektron hareketine göre maddeler üçe ayrılır:
İletkenler
Yalıtkanlar
Yarı iletkenler

İletkenler:

İletkenlerin başlıca özellikleri:

  1.  Elektrik akımını iyi iletirler.
  2.  Atomların dış yörüngesindeki elektronlar atoma zayıf olarak bağlıdır. Isı, ışık ve elektriksel etki altında kolaylıkla atomdan ayrılırlar.
  3.  Dış yörüngedeki elektronlara Valans Elektron denir.
  4.  Metaller, bazı sıvı ve gazlar iletken olarak kullanılır.
  5.  Metaller, sıvı ve gazlara göre daha iyi iletkendir.
  6.  Metaller de, iyi iletken ve kötü iletken olarak kendi aralarında gruplara ayrılır.
  7.  Atomları 1 valans elektronlu olan metaller, iyi iletkendir. Buna örnek olarak, altın, gümüş, bakır gösterilebilir.
  8.  Bakır tam saf olarak elde edilmediğinden, altın ve gümüşe göre biraz daha kötü iletken olmasına rağmen, ucuz ve bol olduğundan, en çok kullanılan metaldir.

Atomlarında 2 ve 3 valans elektronu olan demir (2 dış elektronlu) ve alüminyum (3 dış elektronlu) iyi birer iletken olmamasına rağmen, ucuz ve bol olduğu için geçmiş yıllarda kablo olarak kullanılmıştır.

Yalıtkan Maddeler

Elektrik akımını iletmeyen maddelerdir. Bunlara örnek olarak cam, mika, kağıt, kauçuk, lastik ve plastik maddeler gösterilebilir.
Elektronları atomlarına sıkı olarak bağlıdır.Bu maddelerin dış yörüngedeki elektron sayıları 8 ve 8 ‘e yakın sayıda olduğundan atomdan uzaklaştırılmaları zor olmaktadır.

Yarı İletken Maddeler

Yarı iletken madde, elektrik iletkenliği bakımından, iletken ile yalıtkan arasında kalan maddelerdir.
Normal durumda yalıtkan olan bu maddeler ısı, ışık, manyetik etki ve ya elektriksel gerilim gibi dış etkiler uygulandığında bir miktar değerlik elektronlarını serbest hale geçirerek iletken duruma gelirler. Uygulanan bu dış etki veya etkiler ortadan kaldırıldığında ise yalıtkan duruma geri dönerler. Bu özellik elektronik alanında yoğun olarak kullanılmalarını sağlamıştır.
Yarı iletkenlerin değerlik yörüngelerinde dört elektron bulunur. Bu yüzden yarı iletkenler iletkenlerle yalıtkanlar arasında yer almaktadır. Elektronik elemanlarda en yaygın olarak kullanılan yarı iletkenler germanyum ve silisyum elementleridir. Yarı iletken malzemeler; iletkenlerden 10-10 defa az iletken, yalıtkanlara göre 1014 defa daha fazla iletkenlerdir.
Tüm yarı iletkenler son yörüngelerindeki elektron sayısını sekize çıkarma çabasındadırlar. Bu nedenle saf bir germanyum elementinde komşu atomlar son yörüngelerindeki elektronları kovalent bağ ile birleştirerek ortak kullanırlar. Atomlar arasındaki bu kovalent bağ germanyum elementine kristal özelliğini kazandırır. Silisyum da özellik olarak germanyum ile hemen hemen aynıdır.
Yarı iletkenli elektronik devre elemanlarında daha çok silisyum kullanılır. Silisyum ve germanyum devre elemanı üretiminde saf olarak kullanılmaz. Bu maddelere katkı katılarak değerlik bandı enerji seviyesi yukarıya veya iletkenlik bandı enerji seviyesi aşağıya çekilir. Değerlik bandının yukarı çekildiği yarı iletkenlere P tipi yarı iletken, iletkenlik bandının aşağıya çekildiği yarı iletkenlere ise N tipi yarı iletken denir. P tipi yarı iletkende yüklü boşluk derişimi, N tipi yarı iletkende ise elektron derişimi göreli olarak daha yüksektir.
Ayrıca günümüzde Güneş enerjisini elektrik enerjisine çevirmede yarı iletkenlerden azami ölçüde faydalanılır. Zira güneşten gelen foton tanecikleri yarı iletkenlerin atomik yapısındaki zayıf moleküler bağlar sayesinde elektronların serbest kalmalarını sağlarlar ve bu da diğer bir yarı iletken yapıya elektron akışını mümkün kılar. Günümüzde kulanılan bazı hesap makineleri, bu yapı ile çalışmaktadır.
Yarı iletkenler germanyum, silisyum, selenyum gibi elementler olabildiği gibi; bakır oksit, galyum arsenid, indiyum fosfür, kurşun sülfür gibi bileşikler de olabilir.

Bu Yazıyı Paylaş! Google+!

Kategori: Eğitim - 503 viewsYorum Yazın

Selçuk Gönültaş

DMCA.com Protection Status