أما براءة الاختراع الأولى في هذا المجال فكانت عام 1901 عندما اخترع Jagadis Chandra Bose أول جهاز لاقط لإشارة موجات الراديو حاوٍ على أشباه موصلات، حتى جاء اختراع الترانزستورات عام 1947 بمشاركة جون باردين ووالتر براتين وويليام شوكلي، والذي لا يزال حتى الآن حجر الأساس في صناعة مختلف الأجهزة الإلكترونية. ماذا تعرفون عن أشباه الموصلات semi-conductors ؟ -الجزء الأول- |. * الناقلية الكهربائية للمادة الصلبة كما نعلم، فإن ناقلية المواد الصلبة للتيار الكهربائي تصنّف ضمن ثلاث فئاتٍ هي المواد العازلة، وأشباه الموصلات والموصلات. نعلم أيضًا أن الناقلية الكهربائية للمواد المختلفة تتأثر بشكلٍ كبيرٍ بتبدل درجة حرارتها زيادةً أو نقصانًا. يوضح المخطط في الأسفل الناقلية الكهربائية σ و المقاومات المقابلة (بحيث ρ = 1/σ) ويمكننا ملاحظة أن المواد العازلة (مثل الكوارتز والزجاج المنصهر) ذات ناقلية كهربائية منخفضة جدًا، فهي تتراوح بين من 10-18 إلى 10-10 سيمنز لكل سنتيمتر، بينما تتراوح الناقلية الكهربائية للموصلات (مثل الألومنيوم) عادةً من 104 إلى 106 سيمنز لكل سنتيمتر. أما الناقلية الكهربائية لأشباه الموصلات فهي تتراوح بين القيم الحدية السابقة، ويتعلق ذلك عمومًا بدرجة الحرارة، والكثافة، وجودها قرب مجال مغناطيسي، وكمية الشوائب الموجودة فيها (مثلًا يمكن أن تؤدي إضافة 10 ذرات من البورون (المنشط) لكل مليون ذرةٍ من السيليكون إلى زيادة الناقلية الكهربائية بمقدار ألف ضعف).
النواقل: من خلال الفقرة السابقة نستطيع الإستنتاج بأن النواقل عبارة عن مواد لها قيمة مقاومية صغيرة، عادة ما تكون بضعة ميكرو أوم في المتر الواحد، حيث أن هذه القيمة الصغيرة تسمح للتيار الكهربائي بالمرور بانسيابية وهذا بسبب وجود عديد الإلكترونات الحرة داخل الذرات الخاصة بكل مادة من هذه المواد، لكن هذه الإلكترونات لا تسري عبر الماد الموصلة بصورة تلقائية بل لا بد لها من وجود حافز يتمثل في الفولطية الكهربائية. من بين الأمثلة على النواقل الجيدة للتيار الكهربائي نجد عديد المعادن كالذهب، والفضة، والنحاس، والألمنيوم، وكذلك بعض اللافلزات (عناصر كيميائية تفتقر لخصائص المعادن وإسمها الإنجليزي هو non-metals) مثل الكربون. بصورة عامة تُعتبر أغلبية المعادن مواد موصلة بصورة جيدة للتيار الكهربائي، وهذا نظرا لأنها تتميز بقيمة مقاومية صغيرة جدا، ولكن هذا لا يعني أنها نواقل مثالية، فهي تقاوم مرور التيار ولو بصورة صغيرة جدا مما يُؤدي إلى ضياع في الطاقة، حيث أن هذه الأخيرة تُهدر على شكل حرارة وِفق تأثير جول ، وهذا هو السبب الذي يجعل بعض العناصر الكهربائية تُصبح ساخنة وتتطلب وضع مشتتات حرارية معها داخل الدائرة الكهربائية.
شكل الكابل (السلك) من الداخل
* تأثير الشوائب على الناقلية الكهربائية لشبه الموصل تعد اشباه الموصلات بصورتها النقية ذات بنيةٍ بلوريةٍ ضعيفة النقل للتيار الكهربائي، ولها أربعة إلكتروناتٍ تكافؤ في الطبقة الخارجية. يقوم المصنِّعون بعملية التنشيط (Doping) لأشباه النواقل بهدف تحسين ناقليّتها؛ حيث تتم في هذه العملية إضافة 2% من الشوائب خماسية إلكترونات تكافؤ مثل الزرنيخ ، فما الذي يحدث؟ كمية الزرنيخ المضافة غير كافيةٍ لتغيير البنية البلورية لنصف الناقل، وأربعة من إلكترونات تكافؤ الزرنيخ تسلك سلوك إلكترونات تكافؤ المادة النقية، أما الإلكترون الخامس فغير منسجم مع البنية، وعلى الرغم من بقائه قرب ذرة الزرنيخ، إلا أنه ليس ثابتًا، لذلك فإنه يتحرك بمرور التيار الكهربائي معززًا ناقلية شبه الناقل. أما من أجل فرملة أو تقليل ناقلية أشباه النواقل ، فيمكن إضافة ذرة ألمنيوم ثلاثية التكافؤ إلى بلورة شبه الناقل؛ حيث أن بنية الألمنيوم تلائم البنية البلورية للسيليكون، ولكن الإلكترون المفقود يشكل ما يشبه الحفرة، فتعمل بمثابة الفرامل أو المخدّر لمرور التيّار الكهربائي، وتعد مهمةً في إنشاء الصمامات الثنائية. أنواع أشباه الموصلات – e3arabi – إي عربي. تعتبر هاتان الآليتان المتعاكستان الأساس في عمل الصمامات الثنائية (LEDs).
أشباه الموصلات غير النقية أو غير الجوهرية أشباه الموصلات غير النقية (Extrinsic Semiconductors) هي مواد شبه موصلة مضاف إليها شوائب (مطعمة) بذرات خماسية أو ثلاثية التكافؤ مناسبة وبكميات صغيرة للغاية لتغيير خصائصها الكهربية، وتنقسم إلى نوعين: شبه موصل من النوع الموجب P، وشبه موصل من النوع السالب N. أشباه الموصلات من النوع السالب N Type يتم الحصول عليها بإضافة مادة شائبة من عناصر خماسية التكافؤ مثل الفسفور (P) إلى مادة شبه الموصل النقي مثال السيلكون حيث تحل الذرة خماسية التكافؤ محل ذرة السيلكون رباعية التكافؤ ويبقى هناك الكترون حر الحركة، هذا الإلكترون الحر يزيد من توصيلية المادة للتيار الكهربائي. أشباه الموصلات من النوع الموجب P Type يتم الحصول عليها بإضافة شوائب من عناصر ثلاثية التكافؤ مثل البورون إلى مادة شبة الموصل النقي مثال السيلكون، حيث تحل ذرة البورون ثلاثية التكافؤ محل إحدى ذرات السيلكون رباعية التكافؤ فيبقى في الرابطة التساهمية محل إلكترون فارu يسمى فجوة (شحنة موجبة) وهذه الفجوة تجذب الإلكترونات وتسبب مرور تيار كهربائي. للإطلاع أكثر اقرأ: أنواع أشباه الموصلات. استخدامات أشباه الموصلات أدت الخصائص الفريدة لأشباه الموصلات إلى قيام المهندسين بإنتاج أجهزة صغيرة تتحكم في تدفق التيار عبر الدائرة.
ومن المعروف أن الجرمانيوم والسيليكون من العناصر التي تنتمي إلى المجموعة الرابعة الأساسية في الجدول الدوري، لذلك فهما من العناصر التي تكافؤها رباعي أي أن مستوى الطاقة الأخير (الخارجي) لذراتها يحتوى على أربعة إلكترونات. فعندما تنتظم ذرات الجرمانيوم أو السيليكون لتكوين بلورته فإن كل ذرة من ذراته ترتبط مع أربع ذرات مجاورة بروابط تساهمية (covalent bonding)، بحيث تصبح كل ذرة محاطة بثمانية إلكترونات. كما في الشكل التالي: وهذه الإلكترونات شديدة التماسك بذراتها إلى حد قد يصعب معه فك هذا الترابط، لذلك يعد الجرمانيوم وكذلك السيليكون أقل توصيلًا للتيار الكهربائي في الظروف الاعتيادية. ما الظروف التي تجعل أشباه الموصلات النقية جيدة التوصيل؟ كما ذكرت من قبل، أن كل ذرة في بلورة الجرمانيوم أو السيليكون ترتبط مع أربع ذرات مجاورة لها بروابط تساهمية، بحيث تصبح كل ذرة محاطة بثمانية إلكترونات (أي محاطة بأربع روابط تساهمية). مما يجعل من الصعب تحرير إلكترونات من الذرة. وهناك عدة طرق من الممكن تحقيق ذلك مثل رفع درجة حرارة المادة أو تطعيمها. رفع درجة حرارة أشباه الموصلات في درجات الحرارة المنخفضة يصعب كسر الروابط التساهمية، وبالتالي يصعب تحرير إلكترونات الروابط التساهمية في البلورة، وتكون المقاومة الكهربائية لكل من بلورة الجرمانيوم، أو بلورة السيليكون كبيرة إلى حد ما، وتكون في هذه الحالة رديئة التوصيل للكهرباء، أما عند رفع درجة حرارة البلورة، فتصبح الطاقة الحرارية التي تكتسبها كافية إلى حدٍ ما لكسر بعض الروابط، فتتحرر بعض الإلكترونات، وعندئذٍ، تصبح بلورة الجرمانيوم أو بلورة السيليكون جيدة التوصيل للكهرباء، حيث تكون المقاومة الكهربائية للبلورة عندئذٍ صغيرة.
الأيفون هو الكاميرا الأكثر شعبية في العالم أعلن موقع Geekaphone وعبر دراسة إستمرت لحوالي شهر بأن جهاز الأيفون هو الكاميرا رقم واحد بحسب العديد من الإحصائيات من مواقع مثل فليكر والتي يتجاوز عدد الصور فيها والتي تم إلتقطاها بواسطة الأيفون، تلك التي إلتقطت بواسطة الكاميرات الإحترافية. السبب في ذلك يعود للعديد من الأمور فهواتفنا الذكية أصبحت تقدم صوراً عالية الجودة إلى حد ما وهي معنا في كل مكان ممايسهل علينا إلتقاط الصور ورفعها على المواقع في حين تحتاج الكاميرات الإحترافية المزيد من الجهد في حين ستحتاج إلى 3 نقرات فقط من أجل إلتقاط صورة على الأيفون او غير من الهواتف الذكية المشابهة.
أعلن رئيس لجنة المعتقلين الأردنيين السياسيين في السعودية خضر المشايخ، استئناف سلطات آل سعود محاكمة أكثر من 60 أردنيا وفلسطينيا موقوفين في سجون نظام آل سعود. وقال المشايخ في بيان، إن سلطات آل سعود استأنفت المحاكمة في القضية المتهم فيها أردنيون وفلسطينيون موقوفون منذ فبراير/ شباط 2019، إثر اتهامهم بـ"تلقي دعم مالي للقضية الفلسطينية. الاردنيين في السعودية والجرام يبدأ. وأوضح أن سلطات المملكة استدعت بعض الأردنيين الثلاثاء ممن لم يحضروا جلسة المحاكمة السابقة في مارس/ آذار الماضي، في حين أبلغت بعض المعتقلين باستكمال المحاكمات سبتمبر/أيلول المقبل. وذكر أن لقاءً جرى مؤخرا في وزارة الخارجية الأردنية مع المسؤولين لمتابعة الملف، الذي بدت مؤشرات ميدانية بإعادة تحريكه بسبب جائحة "كورونا"، إذ أفرجت السلطات السعودية عن أحد المعتقلين مؤخرا في حين أبلغت آخرين بالترحيل. وأشار المشايخ، إلى أن إعلان السلطات السعودية قبل أيام الإفراج عن عشرات الأردنيين يخص المتهمين في قضايا المخدرات، وليس الموقوفين على ذمة قضايا سياسية. وفي فبراير 2019، أوقفت الرياض أكثر من 60 أردنيا وفلسطينيا من المقيمين لديها بتهم ينفوها بـ "دعم الشعب الفلسطيني وتقديم الدعم المالي للمقاومة".
أيمن فضيلات–عمّان "مللنا من السكوت والانتظار، عشرة أشهر من اعتقال زوجي من دون أن نعرف أية معلومة، هل هو حي أم قتلوه تحت التعذيب، زرناه مرة واحدة وأجرينا اتصالين، وللأسف منذ خمسة أشهر لا نعرف عن أوضاعه أي شيء". صرخة وجهتها زوجة معتقل أردني في السعودية، اعتقل منذ عشرة أشهر من قبل جهاز أمن الدولة السعودي في المطار، وهو يغادر أراضي المملكة. الأردنيون في السعودية والرسوم الجديدة | كتاب عمون | وكالة عمون الاخبارية. وفي تصريح للجزيرة نت، تضيف الزوجة -التي طلبت عدم ذكر اسمها- "في المطار وأثناء مغادرتنا النهائية للسعودية تم اقتياد زوجي من بيننا للتحقيق، انتظرنا ساعات ولم يعد، أخبرنا أمن المطار أن بإمكاننا المغادرة لكن من دون زوجي، سألتهم ما تهمته، لم يجبني أحد". الأردنيون المعتقلون في السعودية يصل عددهم لـ35 معتقلا من دون تهمة أو محاكمة، وفق أهالي المعتقلين. وغادرت أغلب العائلات المعتقل أبناؤها السعودية، وعادت للأردن في "حالة نفسية صعبة". جانب من الاعتصام أمام وزارة الخارجية الأردنية غرب العاصمة عمان (الجزيرة) اعتقال من دون محاكمة قصص المعتقلين التي يرويها ذووهم في اعتصام نظموه أمام وزارة الخارجية أمس الأربعاء متنوعة؛ فهذه قصة أستاذ جامعي في الفقه تم ترقيته من قبل رئاسة الجامعة، ليتم اعتقاله بعد أيام من بيته.