714 கிளர் துகள்கள்
714 கினர் துகள்கள் தனிப்பட்ட மூலக் கூறுகளின் கிளர்வுற்ற எலெக்ட் ரான் ஆற்றல் நிலைகளைக் கிளர் துகள்கள் பெரிதும் ஒத்துள்ளன. கிளர் துகள் பெரும்பாலும் ஒரு மூலக் கூறில் மட்டுமே நிலை கொண்டிருந்தாலும், அது படிகத்திலுள்ள ஒரு மூலக்கூறிலிருந்து அடுத்த மூலக்கூறுக்குத் தயக்கமின்றித் தாவிவிடும். வேன்னியரின் மாதிரி இதற்கு நேர் எதிரான வகையில் கடத்தல் பட்டையிலுள்ள ஒரு மின் துளை யையும் வைத்து விவரிக்கிறது. அவை கூலூம் விசை யால் ஒன்றோடொன்று வலிவற்ற வகையில் பிணைக் கப்பட்டுள்ளன. இந்தக் கிளர் துகள், படிகத்தின் பல ணுக்களில் பரவியுள்ளது. அது எந்த ஓர் ஆக்கக் கூறு அணுவின் கிளர்வாற்றல் நிலையையும் ஒத்திருக்க வில்லை. படிகத்தின் மின் கடவாத் தடுப்புத் தன்மை, எலெக்ட்ரானுக்கும் மின் துளைக்கும் இடையிலுள்ள கவர்ச்சி விசையின் வலிவைக் குறைத்து அதன் மூலம் அவற்றுக்கிடையிலுள்ள சராசரித் தொலைவை மிகுதி யாக்குகிறது. எனவே வேன்னியரின் மாதிரியமைப்பு ஜர்மேனியம், சிலிகான் போன்ற பகுதி கடத்தி களுக்கு (semiconductors) மிகப் பொருத்தமாக உள்ளது. ஒரு தனி எலெக்ட்ரான், மின் துளை ஆகியவற்றின் ஆற்றலைப் பொறுத்து ஒரு வேன்னியர் கிளர் துகளின் உள்ளார்ந்த ஆற்றல் E= - 13.6/K³n என்னும் சமன்பாட்டிலிருந்து கணக்கிடப்படுகிறது. இதில் n என்பது குறிப்பிட்ட கிளர் துகள்நிலையின் குவாண்ட்டம் எண். அது 1,2...... என்னும் முழு எண் மதிப்புக்களைக் கொண்டதாயிருக்கும். Kஎன்பது மின்காப்பு எண்." என்பது கிளர் துகளின் குறை நிறை (reduced mass) தொடர்பான ஒரு காரணி, அது எலெக்ட்ரானுக்கும் அதே அளவாக இருக்கும். K. ஆகியவை இல்லாதபோது மேற்காணும் சமன்பாடு ஹைட்ரஜன் அணுவின் ஆற்றல் மட்டங் களுக்கான சமன்பாடாக் இருப்பதைக் காணலாம். காட்டாக, ஜெர்மேனியத்தின் தாழ் கிளர் துகள் நிலைக்கு (n = 1), E- 0.004 eV என ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. அதற்கேற்ற சராசரி எலெக்ட்ரான்- மின் துளை இடைவெளி, ஜெர்மேனிய அணுக்களுக் கிடையிலுள்ள இடைவெளியைப் போல 50 மடங்கு இருக்கும். இதற்கு மாறாக, ஒரு கார ஹாலைடு அல்லது அரிய வளிமப் படிகத்தில் சிறும ஆற்றல்நிலை யிலுள்ள ஒரு கிளர் துகளின் சராசரி ஆரமானது, ஒரு தனிப்பட்ட அயனி அல்லது அணுவினுடைய ஆரத்தை விடச் சிறிதே மிகுதியாக உள்ளது. அரிய வளிமப் படிகங்களிலும் பெரும்பாலான அயனித் தன்மைப் படிகங்களிலும் உள்ள கிளர் துகளின் பண்புகள் ஃபிரங்கலின் மாதிரிக்கும் வேன்னி யரின் மாதிரியமைப்புக்கும் இடைப்பட்டு அமைந் துள்ளன. உலோகங்களில் எளிய வகைக் கிளர் துகள் எலெக்ட்ரான் எலெக்ட் கள் இரா. ஏனெனில் அவற்றின் கடத்துந் திறன் மிகுதியாயிருப்பதால், ரானையும் மின் துளையையும் சேர்த்து வைக்கிற கூலூம் விசைகள் அழிக்கப்பட்டு விடுகின்றன. இயக்க ஆற்றல். கிளர் துகளுக்கு உள்ளார்ந்த ஆற்றலுடன், அது படிகத்தின் ஊடே நகர்வதன் மூலம் ஏற்படும் இயக்க ஆற்றலும் உண்டு. வெப்பச் சமநிலையில் சராசரி இயக்க ஆற்றலுக்கும் வெப்ப நிலைக்கும் இடையிலான தொடர்பு }mv = KT என்னும் சமன்பாட்டிலிருந்து பெறப்படும். இதில் K என்பது போல்ட்ஸ்மன் மாறிவி; v என்பது துகளின் திசைவேகம். கிளர் ஒரு தனி எலெக்ட்ரானுக்குச் சமமான பயனுறு நிறை கொண்ட ஒரு கிளர் துகளுக்கு 300 K இல், ஏறத்தாழ லட்சம் மீட்டர்/நொடி என்னும் திசை வேகமிருக்கும். ஒளியியல் பல நிறமாலை. படிகங்களின் கண்ணுக்குப் புலனாகிற மற்றும் புற ஊதா ஒளிக் கதிர்கள் மூலம் எடுக்கப்படுகிற உட்கவர் நிறமாலை கள், எதிரொளிப்பு நிறமாலைகள் ஆகியவற்றில் கிளர் துகள்கள் மேம்பட்ட சிறப்புக் கூறுகளாக அமை கின்றன. நிறைமாலை வரிகள் அகலமாவதன் காரண மாகப் பொருள்களின் நிறமாலைகளில் இரண்டுக்கு மேற்பட்ட II மதிப்புகளுக்குத் தெளிவான உட்கவர்ச்சி முகடுகள் தோன்றவில்லை. ஆனால் விதி விலக்க மாக Cu, O இல் n = 11 வரை வரிகள் காணப் பட்டுள்ளன. மின் காப்பு எண்ணின் மதிப்பு மிகுதி யாக உள்ள பொருள்களில் கிளர் துகள்களின் காரண மாகத் தோன்றும் ஒளியியல் உட்சுவர்ச்சி வரிகள். பட்டைகளுக்கிடையிலான எலெக்ட்ரான் பெயர்ச்சி காரணமாகத் தோன்றும் உட்கவர்ச்சி வரிகளைவிடப் பொதுவாக வலிமை குறைந்து தோன்றுகின்றன. ஒளியால் மட்டுமன்றி வேறு வகையான அயனியாக்கக் கதிர்களாலும் கிளர் துகள்களை உண்டாக்க முடியும். கிளர் துகள் சிதைவு. எலெக்ட்ரானும் மின் துளையும் மீண்டும் கூடிவிடுவதன் காரணமாகக் கிளர் துகள் நிலைத்து நிற்பதில்லை. குறுகிய நேரத்திற்குப் பின்னர் அது ஒரு ஃபோட்டானை உமிழ்ந்து விட்டுச் சிதைகிறது. இது மறு இணைப்பு ஒளிர்வு (recombinat- ion luminescence) எனப்படும். அல்லது கிளர் துகள் தன் ஆற்றலை வெப்பமாகவோ. சேமிப்பு ஆற்ற வாகவோ படிகத்துக்கு அளித்து விட்டுச் சிதைகிறது. ஆனால் பெரும்பாலான பொருள்களில் கிளர் துகள் சிதைவதற்கு முன் ஏனைய துகள்களில் சிக்கிவிடு வண்டு. படிகத்திலுள்ள மாசு அயனிகள் அடிக்கடி இவ்வாறு கிளர் துகள்களைப் பிடித்துக்கொள்கின் றன. எனவே மறு இணைப்பு ஒளிர்வு, படிகத்தின் தன்மையை மட்டுமன்றி அதிலுள்ள மாசுகளின் தன்மையையும் பொறுத்து அமையும். .
