विद्युत चालन
कुनै संचरण माध्यम (transmission medium)देखि भएर आवेशित कणहरुका प्रवाहलाई विद्युत चालन भन्दछन्। आवेशहरुका प्रवाहदेखि विद्युत धारा बन्दछ।
आवेशहरुको प्रवाह दुई कारणहरुदेखि सम्भव छ-
- विद्युत क्षेत्रका कारण
जब कुनै चालक (जस्तै धातुको तार)का दुइटै सिरहरुका बीचमा विभवान्तर स्थापित गरिन्छ, त चालकका भीतर उपस्थित इलेक्ट्रोन निम्न विभवदेखि उच्च विभवतर्फ गति गर्नु आरम्भ गर्न दिन्छन् । यस प्रक्रियालाई विद्युत चालन भन्दछन् ।
- विसरण (diffusion)का द्वारा
जब आवेशका धारकहरुको घनत्व (carrier density) अलग-अलग स्थानमा समान न छ भनेंर अलग-अलग हो।
धातुहरु एवं प्रतिरोधहरुमा विद्युत चालनको व्याख्या ओमका नियम देखि अच्छी प्रकार हुन जान्छ। कुनै चालकका भित्र कुनै बिन्दुमा विद्युत क्षेत्रको तीव्रता E छ भनें त्यस बिन्दुमा धारा-घनत्व j यस सूत्रदेखि व्यक्त गर्न सकिन्छ:
- j = σ E
जहाँ σ चालकको चालकता (conductivity) कहलाउँछ। चालकताका व्युत्क्रमलाई प्रतिरोधकता (resistivity) भन्दछन्। यसलाई ρदेखि प्रदर्शित गर्दछन्।
- j = E / ρ
अर्धचालकहरुमा विद्युत चालन , विद्युत क्षेत्र र विसरण दुइटैका मिश्रित प्रभावदेखि हुन सक्छ। यस स्थितिमा धारा घनत्वको व्यंजक (expression) यस प्रकार हुन्छ:
- j = σ E + D ∇qn
जहाँ q मूल आवेश ( elementary charge) छ तथा n एलेक्ट्रोनको घनत्व हो। आवेश-धारक त्यसतर्फ गति गर्दछन् जिधर आवेशको घनत्व कम हुन्छ। यदि आवेश-धारक होल (hole) छन् त यसमा nका स्थानमा होल घनत्वको ऋणात्मक मान (-p) राखिनेछ।
