ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ଦ୍ରୁତ ବିକାଶ ସହିତ, ଯୋଗାଯୋଗ, ଚିକିତ୍ସା ଉପକରଣ, ଲେଜର ରେଞ୍ଜିଂ, ଶିଳ୍ପ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ଏବଂ ଗ୍ରାହକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ ଭଳି କ୍ଷେତ୍ରରେ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଲେଜରଗୁଡ଼ିକର ବ୍ୟାପକ ପ୍ରୟୋଗ ହୋଇଛି। ଏହି ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ମୂଳରେ PN ଜଙ୍କସନ ରହିଛି, ଯାହା ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ - କେବଳ ଆଲୋକ ନିର୍ଗମନର ଉତ୍ସ ଭାବରେ ନୁହେଁ ବରଂ ଡିଭାଇସର କାର୍ଯ୍ୟର ମୂଳଦୁଆ ଭାବରେ ମଧ୍ୟ। ଏହି ପ୍ରବନ୍ଧଟି ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଲେଜରରେ PN ଜଙ୍କସନର ଗଠନ, ନୀତି ଏବଂ ପ୍ରମୁଖ କାର୍ଯ୍ୟଗୁଡ଼ିକର ଏକ ସ୍ପଷ୍ଟ ଏବଂ ସଂକ୍ଷିପ୍ତ ସାରାଂଶ ପ୍ରଦାନ କରେ।
୧. ପିଏନ ଜଙ୍କସନ କ'ଣ?
ଏକ PN ଜଙ୍କସନ ହେଉଛି ଏକ P-ପ୍ରକାର ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଏବଂ ଏକ N-ପ୍ରକାର ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ମଧ୍ୟରେ ଗଠିତ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍:
P-ପ୍ରକାର ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀକୁ ଆକ୍ସେପ୍ଟର ଅଶୁଦ୍ଧତା ସହିତ ଡୋପ୍ କରାଯାଇଥାଏ, ଯେପରିକି ବୋରନ୍ (B), ଯାହା ଅଧିକାଂଶ ଚାର୍ଜ ବାହକଙ୍କୁ ଗର୍ତ୍ତ କରିଥାଏ।
N-ଟାଇପ୍ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟରରେ ଫସଫରସ୍ (P) ଭଳି ଦାତା ଅଶୁଦ୍ଧତା ଡୋପ୍ କରାଯାଇଥାଏ, ଯାହା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନଗୁଡ଼ିକୁ ଅଧିକାଂଶ ବାହକ କରିଥାଏ।
ଯେତେବେଳେ P-ପ୍ରକାର ଏବଂ N-ପ୍ରକାର ସାମଗ୍ରୀ ସଂସ୍ପର୍ଶରେ ଆଣନ୍ତି, N-ଅଞ୍ଚଳରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ P-ଅଞ୍ଚଳକୁ ବିସ୍ତାରିତ ହୁଏ, ଏବଂ P-ଅଞ୍ଚଳରୁ ଗର୍ତ୍ତଗୁଡ଼ିକ N-ଅଞ୍ଚଳକୁ ବିସ୍ତାରିତ ହୁଏ। ଏହି ବିସ୍ତାର ଏକ ଅବକ୍ଷୟ କ୍ଷେତ୍ର ସୃଷ୍ଟି କରେ ଯେଉଁଠାରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଏବଂ ଗର୍ତ୍ତଗୁଡ଼ିକ ପୁନଃମିଳନ କରନ୍ତି, ଚାର୍ଜିତ ଆୟନଗୁଡ଼ିକୁ ପଛରେ ଛାଡିଦିଏ ଯାହା ଏକ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ବୈଦ୍ୟୁତିକ କ୍ଷେତ୍ର ସୃଷ୍ଟି କରେ, ଯାହାକୁ ଏକ ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ବିଭବ ବାଧା ଭାବରେ ଜଣାଯାଏ।
୨. ଲେଜରରେ ପିଏନ ଜଙ୍କସନର ଭୂମିକା
(୧) କ୍ୟାରିଅର ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ
ଯେତେବେଳେ ଲେଜର କାର୍ଯ୍ୟ କରେ, PN ଜଙ୍କସନ ଆଗକୁ ପକ୍ଷପାତିତ ହୋଇଥାଏ: P-ଅଞ୍ଚଳ ଏକ ଧନାତ୍ମକ ଭୋଲଟେଜ ସହିତ ସଂଯୁକ୍ତ ହୋଇଥାଏ, ଏବଂ N-ଅଞ୍ଚଳ ଏକ ଋଣାତ୍ମକ ଭୋଲଟେଜ ସହିତ ସଂଯୁକ୍ତ ହୋଇଥାଏ। ଏହା ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ବୈଦ୍ୟୁତିକ କ୍ଷେତ୍ରକୁ ବାତିଲ କରିଥାଏ, ଯାହା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ ଏବଂ ଗାତଗୁଡ଼ିକୁ ଜଙ୍କସନରେ ସକ୍ରିୟ ଅଞ୍ଚଳରେ ପ୍ରବେଶ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ, ଯେଉଁଠାରେ ସେମାନଙ୍କର ପୁନଃମିଳନ ହେବାର ସମ୍ଭାବନା ଥାଏ।
(୨) ଆଲୋକ ନିର୍ଗମନ: ଉତେଜିତ ନିର୍ଗମନର ଉତ୍ପତ୍ତି
ସକ୍ରିୟ ଅଞ୍ଚଳରେ, ଇଞ୍ଜେକ୍ଟ ହୋଇଥିବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଏବଂ ଗାତଗୁଡ଼ିକ ପୁନଃମିଳନ କରନ୍ତି ଏବଂ ଫୋଟନ୍ ମୁକ୍ତ କରନ୍ତି। ପ୍ରାରମ୍ଭରେ, ଏହି ପ୍ରକ୍ରିୟା ସ୍ୱତଃସ୍ଫୂର୍ତ୍ତ ନିର୍ଗମନ, କିନ୍ତୁ ଫୋଟନ୍ ଘନତା ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, ଫୋଟନ୍ ଆହୁରି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍-ଗର୍ତ୍ତ ପୁନଃସଂଯୋଗକୁ ଉତ୍ତେଜିତ କରିପାରେ, ସମାନ ପର୍ଯ୍ୟାୟ, ଦିଗ ଏବଂ ଶକ୍ତି ସହିତ ଅତିରିକ୍ତ ଫୋଟନ୍ ମୁକ୍ତ କରେ - ଏହା ହେଉଛି ଉତ୍ତେଜିତ ନିର୍ଗମନ।
ଏହି ପ୍ରକ୍ରିୟା ଏକ ଲେଜରର ମୂଳଦୁଆ (ବିକିରଣର ପ୍ରେରଣା ନିର୍ଗମନ ଦ୍ୱାରା ଆଲୋକ ପ୍ରଶସ୍ତୀକରଣ) ଗଠନ କରେ।
(3) ଲାଭ ଏବଂ ଅନୁନାଦ ଗହ୍ବର ଲେଜର ଆଉଟପୁଟ୍ ଗଠନ କରେ
ଉତ୍ତେଜିତ ନିର୍ଗମନକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ, ଅର୍ଦ୍ଧଚାଳକ ଲେଜରଗୁଡ଼ିକ PN ଜଙ୍କସନର ଉଭୟ ପାର୍ଶ୍ୱରେ ପ୍ରତିଧ୍ୱନିତ ଗହ୍ବରକୁ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ କରେ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଧାର-ନିର୍ଗତ ଲେଜରଗୁଡ଼ିକରେ, ଆଲୋକକୁ ଆଗକୁ ଏବଂ ପଛକୁ ପ୍ରତିଫଳିତ କରିବା ପାଇଁ ବିତରିତ ବ୍ରାଗ୍ ପ୍ରତିଫଳକ (DBRs) କିମ୍ବା ଦର୍ପଣ ଆବରଣ ବ୍ୟବହାର କରି ଏହା ହାସଲ କରାଯାଇପାରିବ। ଏହି ସେଟଅପ୍ ଆଲୋକର ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ, ଯାହା ଶେଷରେ ଅତ୍ୟନ୍ତ ସୁସଙ୍ଗତ ଏବଂ ଦିଗନିର୍ଦ୍ଦେଶକ ଲେଜର ଆଉଟପୁଟ୍ ପ୍ରଦାନ କରେ।
3. ପିଏନ ଜଙ୍କସନ ଗଠନ ଏବଂ ଡିଜାଇନ୍ ଅପ୍ଟିମାଇଜେସନ୍
ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଲେଜରର ପ୍ରକାର ଉପରେ ନିର୍ଭର କରି, PN ଗଠନ ଭିନ୍ନ ହୋଇପାରେ:
ଏକକ ବିଷମସଂଯୋଗ (SH):
P-ଅଞ୍ଚଳ, N-ଅଞ୍ଚଳ ଏବଂ ସକ୍ରିୟ ଅଞ୍ଚଳ ସମାନ ସାମଗ୍ରୀରେ ତିଆରି। ପୁନଃସଂଯୋଜନ କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ରଶସ୍ତ ଏବଂ କମ୍ ଦକ୍ଷ।
ଡବଲ୍ ବିଷମସଂଯୋଗ (DH):
P- ଏବଂ N-ଅଞ୍ଚଳ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ସଂକୀର୍ଣ୍ଣ ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ସକ୍ରିୟ ସ୍ତର ସ୍ୟାଣ୍ଡୱିଚ୍ କରାଯାଇଛି। ଏହା ଉଭୟ ବାହକ ଏବଂ ଫୋଟନ୍କୁ ସୀମିତ କରିଥାଏ, ଯାହା କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ଉନ୍ନତ କରିଥାଏ।
କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ କୂପର ଗଠନ:
କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ କନଫାଇନ୍ମେଣ୍ଟ ପ୍ରଭାବ ସୃଷ୍ଟି କରିବା ପାଇଁ ଏକ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ପତଳା ସକ୍ରିୟ ସ୍ତର ବ୍ୟବହାର କରେ, ଥ୍ରେସହୋଲ୍ଡ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଏବଂ ମଡ୍ୟୁଲେସନ୍ ଗତିକୁ ଉନ୍ନତ କରେ।
ଏହି ସମସ୍ତ ଗଠନଗୁଡ଼ିକ PN ଜଙ୍କସନ ଅଞ୍ଚଳରେ ବାହକ ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ, ପୁନଃସଂଯୋଗ ଏବଂ ଆଲୋକ ନିର୍ଗମନର ଦକ୍ଷତା ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ ଡିଜାଇନ୍ କରାଯାଇଛି।
୪. ନିଷ୍କର୍ଷ
PN ଜଙ୍କସନ ପ୍ରକୃତରେ ଏକ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଲେଜରର "ହୃଦୟ"। ଆଗୁଆ ପକ୍ଷପାତରେ ବାହକମାନଙ୍କୁ ଇଞ୍ଜେକ୍ଟ କରିବାର ଏହାର କ୍ଷମତା ହେଉଛି ଲେଜର ଜେନେରେସନ ପାଇଁ ମୌଳିକ ଟ୍ରିଗର। ଗଠନାତ୍ମକ ଡିଜାଇନ୍ ଏବଂ ସାମଗ୍ରୀ ଚୟନ ଠାରୁ ଫୋଟନ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ସମଗ୍ର ଲେଜର ଡିଭାଇସର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା PN ଜଙ୍କସନକୁ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରିବା ଚାରିପାଖରେ ଘୂରିଥାଏ।
ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଆଗକୁ ବଢ଼ିବା ସହିତ, PN ଜଙ୍କସନ ଫିଜିକ୍ସର ଗଭୀର ବୁଝାମଣା କେବଳ ଲେଜର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ବୃଦ୍ଧି କରେ ନାହିଁ ବରଂ ପରବର୍ତ୍ତୀ ପିଢ଼ିର ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି, ଉଚ୍ଚ-ଗତି ଏବଂ କମ ମୂଲ୍ୟର ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଲେଜର ବିକାଶ ପାଇଁ ଏକ ଦୃଢ଼ ମୂଳଦୁଆ ମଧ୍ୟ ସ୍ଥାପନ କରେ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ମଇ-୨୮-୨୦୨୫