ঘনপদার্থবিজ্ঞান

শক্তিস্তর ও ফের্মি স্তর

ঘনপদার্থবিজ্ঞান হল পদার্থবিজ্ঞানেরএকটি শাখা যাতে বিভিন্ন ঘন পদার্থের নানা ধর্ম, যেমন অতিপরিবাহিতা, অর্ধপরিবাহিতা, অয়শ্চৌম্বকত্ব ইত্যাদি আলোচিত হয়। পদার্থের ভৌত ধর্ম যেমন দশান্তর ইত্যাদি নিয়ে পদার্থবিজ্ঞানের এই শাখাটিতেই সবচেয়ে গভীর গবেষণা হয়।

শক্তি স্তর

যেকোন ঘন পদার্থের মধ্যে ইলেক্ট্রনগুলি নানা শক্তিস্তরে বিস্তৃত থাকে। ইলেক্ট্রন একটি ফার্মিয়ন হবার ফলে পাউলির বহিষ্করণ সূত্র অনুসারে একেবারে একই শক্তিস্তরে একটির বেশি ইলেক্ট্রন একসাথে অবস্থান করতে পারে না। অতএব দুটি সমান শক্তির ইলেক্ট্রন সহাবস্থান করলে তাদের শক্তিস্তর একটির বদলে দুটি শক্তি স্তরে বিশ্লিষ্ট হয়ে যায়। কিন্তু ঘন পদার্থের মধ্যে এত বেশি ইলেক্ট্রন সহাবস্থান করে যে তাদের বিশ্লিষ্ট শক্তিস্তরগুলি কাছাকাছি থেকে একটিই প্রশস্ত শক্তিস্তর তৈরি করে যাতে "ব্যান্ড" বলে।

ফের্মি স্তর

অর্ধপরিপূর্ণ ব্যান্ডের পরম শুন্য তাপমাত্রায় উচ্চতম অধিকৃত স্তরকে ফের্মি স্তর বলে।

পরিবহন ব্যান্ড (conduction band)

পরমানুতে অবস্থিত মুক্ত যোজন ইলেক্ট্রন বিদ্যুৎ পরিবহনে অংশগ্রহণ করে ফলে এদেরকে পরিবহন ইলেক্ট্রন বলে। এই ইলেক্ট্রনগুলোর শক্তির পাল্লা বা ব্যান্ডকে পরিবহন ব্যান্ড বলে।এই ব্যান্ডটির মধ্যে যে ইলেকট্রন গুলো ডিলোকালাইজড (Delocalized) বা অনাবদ্ধ অর্থাৎ তারা কোনো একটি বিশেষ কেন্দ্রীণের চারিদিকে আবদ্ধ না থেকে পুরো ঘন পদার্থটির উপর মিলিত ভাবে ছড়িয়ে থাকে)।

বন্ধন ব্যান্ড (valence band)

ধাতব পরিবহণ

অর্ধ ধাতব পরিবহণ

টানেলিং

অধাতব পরিবহণ

দশান্তর

প্রথম শ্রেণীর দশান্তর

দ্বিতীয় শ্রেণীর দশান্তর