Which of the following technique cannot be used for generating electron-hole pairs in electronic devices?
Explanation & Solution
The correct answer is (D) Impurity injection.
- In semiconductor physics, electron-hole pairs are fundamental charge carriers generated through various excitation mechanisms. Thermal excitation, impact ionization, and photo excitation are standard physical processes that supply energy exceeding the bandgap, thereby creating free electrons and holes in electronic devices.
- Impurity injection, commonly known as doping, introduces trivalent or pentavalent impurity atoms into an intrinsic semiconductor to alter its electrical conductivity by predominantly supplying either free electrons (n-type) or holes (p-type), rather than generating intrinsic electron-hole pairs.
- Thermal excitation uses thermal energy to excite electrons from the valence band to the conduction band; impact ionization utilizes high-energy carriers to break covalent bonds via collisions; and photo excitation uses incident photon energy to generate electron-hole pairs, leaving impurity injection as the correct option for the process that does not directly generate them.
हिंदी में प्रश्न एवं आदर्श उत्तर
इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में निम्नलिखित में से कौन-सी तकनीक इलेक्ट्रॉन-होल युग्म पैदा करने में प्रयोग नहीं की जा सकती है?
सही उत्तर (D) अशुद्धि अन्तःक्षेप है।
- अर्धचालक भौतिकी में, इलेक्ट्रॉन-होल युग्म विभिन्न उत्तेजन तंत्रों के माध्यम से उत्पन्न होने वाले मूल आवेश वाहक हैं। तापीय सक्रियता, संघुद् आयनीकरण (इम्पैक्ट आयनीकरण), और प्रकाशिक सक्रियता मानक भौतिक प्रक्रियाएं हैं जो बैंडगैप से अधिक ऊर्जा प्रदान करके इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में स्वतंत्र इलेक्ट्रॉनों और होल्स का सृजन करती हैं।
- अशुद्धि अन्तःक्षेप, जिसे आमतौर पर डोपिंग के रूप में जाना जाता है, आंतरिक अर्धचालक में त्रिआयोजी या पंचआयोजी अशुद्धि परमाणुओं को मिलाता है ताकि मुख्य रूप से स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन (n-प्रकार) या होल (p-प्रकार) की आपूर्ति करके इसकी विद्युत चालकता को बदला जा सके, न कि आंतरिक इलेक्ट्रॉन-होल युग्मों का प्रत्यक्ष सृजन किया जा सके।
- तापीय सक्रियता संयोजी बैंड से चालन बैंड में इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करने के लिए तापीय ऊर्जा का उपयोग करती है; संघुद् आयनीकरण टकराव के माध्यम से सहसंयोजक बंधों को तोड़ने के लिए उच्च-ऊर्जा वाहकों का उपयोग करता है; और प्रकाशिक सक्रियता इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न करने के लिए आपतित फोटॉन ऊर्जा का उपयोग करती है, जिससे अशुद्धि अन्तःक्षेप वह विकल्प बचता है जो इन्हें सीधे उत्पन्न नहीं करता है।