کیمیا
جب ایل ای ڈی پہلی بار تجارتی طور پر دستیاب ہوئی، 40 سال پہلے، کسی نے بھی واقعی اس بات پر زیادہ توجہ نہیں دی کہ یہ کیسے بنایا گیا تھا یا یہ کیمیائی طور پر کیا پر مشتمل تھا۔ یہ جزوی طور پر اس حقیقت کی وجہ سے تھا کہ صرف چند بنیادی اقسام اور رنگ دستیاب تھے (جیسے جی اے پی – سرخ اور سبز، اور جی اے اے ایس پی – پیلا)۔ آج نئے رنگ، یا طول موج حاصل کرنے اور کارکردگی اور اعتماد کو بہتر بنانے کے لیے کیمیائی ڈھانچے کی کئی نئی اقسام تخلیق کی جا رہی ہیں۔ اس کی وجہ سے، ایل ای ڈی سر کو اب سختی سے ان کے رنگ سے نہیں بلکہ ان کے کیمیائی نام سے بھی حوالہ دیا جاتا ہے، جیسے کہ انگاالپی یا گاالاس۔ اگر صارف ایل ای ڈی ٹیکنالوجی سے واقف نہیں ہے یا اس کے پاس کیمسٹری اور مواد میں ڈگری نہیں ہے تو خطوط کا یہ ہج پوڈج بہت الجھن کا باعث بن سکتا ہے۔ اس الجھن کو کم کرنے میں مدد کے لئے مندرجہ ذیل معلومات فراہم کی جاتی ہیں۔
گیلیئم
تقریبا تمام سیمی کنڈکٹر ایل ای ڈی آلات کی تیاری میں استعمال ہونے والا پہلا اور بنیادی عنصر گیلیئم ہے۔ گیلیئم ایک دھاتی مواد ہے جو کوئلے، باکسائیٹ اور دیگر معدنیات میں ایک ٹریس عنصر کے طور پر پایا جاتا ہے۔ گیلیئم کی علامت "گا" ہے – (جوہری نمبر 31)۔ جب آرسینک "اس" (جوہری نمبر 33) کے ساتھ ملایا جاتا ہے، جو ایک انتہائی زہریلا سرمئی دھاتی عنصر ہے، تقریبا 4000 ڈگری فارن ہائیٹ کے درجہ حرارت پر، مرکب گیلیئم آرسینیڈ "گااس" بنتا ہے۔ یہ گہرا سرمئی کرسٹل مرکب تقریبا ٤٠ سال پہلے تیار کردہ اصل سیمی کنڈکٹر ایل ای ڈی کی بنیاد ہے۔ جب اس مواد پر کرنٹ/توانائی کا اطلاق کیا جاتا ہے تو روشنی کے فوٹون یا ذرات خارج ہوتے ہیں۔ گااس بذات خود انفراریڈ رینج میں روشنی خارج کرتا ہے جو انسانی آنکھ کو نظر نہیں آتی، تاہم اگر کوئی اور عنصر فاسفورس (ایک انتہائی رد عمل سفید یا پیلا، غیر دھاتی عنصر، جو فاسفیٹس میں قدرتی طور پر واقع ہوتا ہے، جس کا جوہری نمبر 15 اور علامت "پی") متعارف کرائی جاتی ہے تو گیلیئم اریسینیڈ فاسفائیڈ "گااے ایس پی" کا مخلوط کرسٹل تشکیل دیا جاتا ہے۔ فاسفورس کی متناسب مقدار کے لحاظ سے سرخ سے پیلے رنگ تک نظر آنے والی حد میں روشنی حاصل کی جاتی ہے۔
اوپر بیان کردہ جی اے اے ایس پی کے علاوہ مادی امتزاج گیلیئم پوسفائیڈ "جی اے پی" تیار کیا گیا تھا۔ اس کرسٹل کمپاؤنڈ کو مناسب طریقے سے ڈوپنگ کرکے مختلف رنگ حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر جی اے پی میں زنک آکسیجن شامل کرکے سرخ رنگ حاصل کیا جاتا ہے۔ نائٹروجن شامل کرنے سے سبز روشنی حاصل کی جاتی ہے۔ یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ تقریبا تمام سیمی کنڈکٹر ایل ای ڈی ڈائی مواد میں شامل عناصر جیسے زنک، نائٹروجن، بیرلیئم وغیرہ عام طور پر عمومی مادی ڈھانچے کے مخفف میں متعین نہیں کیے جاتے ہیں۔ اوپر بیان کردہ تمام مواد اگرچہ کئی سال پہلے تیار کیا گیا تھا، آج بھی وسیع پیمانے پر دستیاب ہے اور استعمال میں ہے۔ (جدول۔ 1)
ایلومینیم
1970 کی دہائی کے اواخر میں یہ دریافت ہوا کہ جی اے اے کے مرکب میں ایلومینیم "ال" (جوہری نمبر 13، اور زمین کی کرسٹ میں سب سے زیادہ وافر دھاتی عنصر) شامل کرکے موجودہ مصنوعات کے مقابلے میں چمک اور کارکردگی میں نمایاں اضافہ کے ساتھ سرخ رنگ پیدا کیا جاسکتا ہے۔ اس طرح گیلیئم ایلومینیم آرسینیڈ "گالا" تشکیل دیا گیا۔ اگرچہ گیلیئم، ایلومینیم اور آرسینک کا امتزاج تقریبا 30 سال سے ہے، عنصری تشکیل کے لئے اصل فارمیٹ مختلف ہوتا ہے۔ کچھ مینوفیکچررز اس احاطے کو الگااس کے طور پر دکھاتے ہیں جبکہ کچھ اسے گاالاس کہتے ہیں۔ اصل میں، بہت سے لوگوں نے سوچا کہ پہلے نامزد مواد کامیاب عناصر سے زیادہ مقدار میں پایا گیا تھا۔ اگر گاالاس نامزدگی تھی تو گا (گیلیئم) احاطے میں بنیادی عنصر تھا۔ ال (ایلومینیم) دوسرے اور اس (آرسینیڈ) تیسرے نمبر پر ہوگا۔ اس کی وجہ سے بہت سے صارفین کو یقین ہوا کہ اگر عنصر کی ترتیب مختلف ہے تو ہر مرکب کافی مختلف تھا۔ یہ ایک غلط مفروضہ ہے۔ مرکب میں ہر عنصر کو جو ترتیب دی گئی ہے وہ معیاری کیمیائی ترتیبات کی پیروی نہیں کرتی اور نہ ہی ایسا کرنے کی ضرورت ہے کیونکہ صحیح کیمیائی ساخت کی وضاحت نہیں کی گئی ہے۔ گالا صرف مرکب میں استعمال ہونے والے "بنیادی" عناصر ہیں۔ دیگر تمام اضافی عناصر یا ڈوپینٹ جیسے زنک یا نائٹروجن اور ان کی صحیح ترکیبیں درج نہیں ہیں۔ بنیادی طور پر، گاالاس اور الگااس کے درمیان فرق صرف اس طرح ہے جس طرح مخفف لکھا گیا ہے۔
حال ہی میں خطوط اور مادی اقسام کے اس مش مش کو انڈیئم گیلیئم ایلومینیم فاسفائیڈ "انگاالپی" جیسے بہت سے نئے مرکبات کے متعارف ہونے سے مزید پیچیدہ بنا دیا گیا ہے۔ انڈیئم "ان" (ایک نرم ملیبل چاندی کا سفید دھاتی مرکب جو بنیادی طور پر زنک اور ٹین اوریز میں پایا جاتا ہے جس کا جوہری نمبر 49 ہے) کے اضافے سے پتہ چلا کہ نہ صرف ایل ای ڈی کی چمک اور کارکردگی کو بہتر بنایا جائے گا بلکہ اصل زندگی میں گاالاس جیسے موجودہ مواد کے مقابلے میں نمایاں اضافہ کیا جائے گا۔ مزید برآں، مناسب ڈوپنگ کے ساتھ، رنگوں اور طول موج کی ایک وسیع قسم پیدا کی جا سکتی ہے. گیلیئم ایلومینیم آرسینیڈ کی طرح، انڈیئم گیلیئم ایلومینیم فاسفائیڈ کے مخفف کا اظہار متعدد طریقوں سے کیا جاسکتا ہے۔ دو سب سے عام انگاال پی اور الین گاپی ہیں۔ دونوں شکلیں کیمیائی طور پر ایک ہی مواد ہیں۔
گروپ سوم اور گروپ پنجم عناصر
(ال، گا اور ان) جیسے عناصر کو گروپ "سوم" عناصر کہا جاتا ہے جبکہ (پی، اے ایس اور این) گروپ "وی" عناصر ہیں۔ روشنی خارج کرنے والی سیمی کنڈکٹر مصنوعات کو عام طور پر دوری جدول سے ماخوذ "سوم-وی" مواد کہا جاتا ہے۔ دیگر مرکبات جیسے سلیکون کاربائیڈ "ایس آئی سی" جو سلیکون (ایک غیر دھاتی عنصر جو سلیکا میں زمین کی تہہ میں بڑے پیمانے پر واقع ہوتا ہے اور شیشے، سیمی کنڈکٹر آلات، مٹی کے برتن وغیرہ کی تیاری کے لئے جوہری نمبر 14 کے ساتھ استعمال ہوتا ہے) اور کاربن (جوہری نمبر 6 کے ساتھ تمام نامیاتی یا زندہ جانداروں میں واقع قدرتی طور پر وافر غیر دھاتی عنصر) اور گیلیئم نیٹرائیڈ "جی اے این" نیلے اور سبز ایل ای ڈی کی تیاری میں استعمال ہوتے ہیں۔ ان مرکبات کا مخفف عام طور پر پوری صنعت میں مستقل ہوتا ہے، اگرچہ اسے کسی بھی وقت منتقل کیا جاسکتا ہے۔ ایک بار جب ایک کیمیائی مرکب قائم ہو جاتا ہے، مخفف بیان کرتا ہے کہ مادہ مینوفیکچرر یا ڈویلپر کی خواہشات کے لئے بہت شخصی ہوسکتا ہے۔ یہ بات اہم ہے کہ ایک مرکب کو ایک ہی کیمیائی ترکیب کے ساتھ دوسرے مرکب سے برتر یا کم تر نہیں سمجھا جانا چاہئے بلکہ ایک مختلف کیمیائی ترتیب ہونی چاہئے۔
