পরিবাহী, অপরিবাহী এবং অর্ধপরিবাহী

কোনো পদার্থ দিয়ে তড়িৎ কত সহজে প্রবাহিত হয়, তার ভিত্তিতে পদার্থকে পরিবাহী, অপরিবাহী ও অর্ধপরিবাহী হিসেবে চেনা যায়। এই পার্থক্য বোঝার জন্য শুধু পদার্থে ইলেকট্রন আছে কি না দেখলে চলবে না; ইলেকট্রনগুলো আধান বহন করতে এক স্থান থেকে অন্য স্থানে যেতে পারে কি না, সেটি গুরুত্বপূর্ণ।

পরিবাহী পদার্থ দিয়ে সহজে তড়িৎ প্রবাহিত হয়। ধাতব পরমাণুর কিছু ইলেকট্রন প্রায় মুক্ত অবস্থায় থাকে। বিভব পার্থক্য প্রয়োগ করলে এসব ইলেকট্রন আধান পরিবহন করতে পারে। সোনা, রুপা, তামা ও অ্যালুমিনিয়াম সুপরিবাহী পদার্থ। ধাতব তারে বিদ্যুৎ চলার সময় পুরো পরমাণু বা ধনাত্মক আয়ন এক প্রান্ত থেকে অন্য প্রান্তে যায় না। তারা নিজ নিজ অবস্থানে থাকে; আধান স্থানান্তর করে মুক্ত ইলেকট্রন।

অপরিবাহী বা অন্তরক পদার্থ-এ সাধারণ অবস্থায় বিদ্যুৎ পরিবহনের জন্য মুক্ত ইলেকট্রন থাকে না। প্লাস্টিক, রাবার, শুকনো কাঠ ও কাচ এর উদাহরণ। এদের মধ্যেও ইলেকট্রন আছে, কিন্তু সেগুলো ধাতুর মুক্ত ইলেকট্রনের মতো সহজে চলাচল করতে পারে না। তাই অন্তরককে ইলেকট্রনহীন পদার্থ বলা ভুল।

বাড়ির তামার তারের ভেতরের অংশ আধান চলার পথ তৈরি করে। বাইরের প্লাস্টিক বা রাবারের আবরণ অন্তরক হিসেবে কাজ করে, যাতে হাত বা অন্য পরিবাহীর সঙ্গে ভেতরের ধাতুর সরাসরি সংযোগ না হয়। ব্যাটারিচালিত রিকশার তারেও পরিবাহী অংশ ও অন্তরক আবরণের এই দুই ভিন্ন কাজ বোঝা যায়।

অর্ধপরিবাহী পদার্থ-এর বিদ্যুৎ পরিবহন ক্ষমতা সাধারণ তাপমাত্রায় পরিবাহী ও অপরিবাহীর মাঝামাঝি। সিলিকন ও জার্মেনিয়াম এর উদাহরণ। তাপমাত্রা বাড়লে এদের পরিবহন ক্ষমতা বাড়ে। মোবাইল ফোন, টেলিভিশন ও কম্পিউটারের ইলেকট্রনিক অংশে অর্ধপরিবাহী ব্যবহৃত হয়। অর্ধপরিবাহী বলতে কোনো নির্দিষ্ট পরিমাণের অর্ধেক বিদ্যুৎ পরিবহন করা বোঝায় না।

তাপমাত্রার প্রভাবেও পার্থক্য আছে। ধাতব পরিবাহীর তাপমাত্রা বাড়লে পরমাণুর কম্পন বাড়ে এবং ইলেকট্রনের চলাচলে বাধা বাড়ে। কিন্তু অর্ধপরিবাহীর পরিবহন ক্ষমতা তাপমাত্রার সঙ্গে বাড়ে। সব ধরনের পদার্থে তাপমাত্রা বাড়ালে একই ফল হবে ভাবা একটি সাধারণ ভুল।

মনে রাখো: মুক্ত ইলেকট্রনের চলাচল পরিবাহিতা বোঝায়; অর্ধপরিবাহীর পরিবহন ক্ষমতা তাপমাত্রা বাড়লে বাড়ে।