Elektr o'tkazuvchanlig Elektr oʻtkazuvchanlik

Yerning umumiy elektir modeli.
Barcha tan olgan Yerning geoelektr modeli asosida uning temir yadrosi mavjudligi yotadi . Shundan elektr o’tkazuvchanlikning yadro – mantiya chegarasiga sakrab o’zgarishi taxmin qilinadi.
Ba’zi tadqiqotchilar (Rotanova, Pushkov, 1982), geomagnit maydonning 60-30 yillik variatsiyalarini qayd qilish natijasida yadro – mantiya chegarasida elektr o’tkazuvchanlikning sakrashini tengligini olishgan.

Yerning elektr o’tkazuvchanligining chuqurlik bo’yicha o’zgarishi. 1- geomagnit variatsiyalar. 2- asriy variatsiyalar (Rotanova, Pushkov, 1982) ma’lumotlari asosida.
Umuman olganda yarim o’tkazgichlarda elektr tokida ishtirok etuvchi erkin zaryad tashuvchilar elektronlar va teshiklar bo’ladi.Ko’p sonli tajribalar ko’rsatadiki yarim o’tkazgichlarning ishorasi o’tkazuvchanlikda elektronlar ishtirok etsa yarim o’tkazgichlarning o’tkazuvchanligi manfiy, teshiklar ishtirok etsa manfiy ham musbat ham bo’lishi mumkin . O’tkazuvchanlikning ishorasi temperaturaga yorug’lik tasiriga aralashmalari va radioktiv nurlarning tasiriga bog’liq ravishda o’zgarishi mumkin. Bazi yarim o’tkazgichlar o’tkazuvchanligining ishorasi faqat musbat yoki manfiy bo’lsa bazi yarim o’tkazgichlar esa musbat ham manfiy ham bo’ladi. Masalan selen va mis (1) oksidi faqat teshikli o’tkazuvchanlikka ega bo’lsa rux oksidi va kadmiyning oltingugurt bilan birikmasi esa faqat electron o’tkazuvchanlikka ega bo’ladi.Germaniy, kremniy va arsenid galliy kabi qator yarim o’tkazgichlar ularga kiritilgan aralashmalarning ximiyaviy xususiyatiga qarab elektronli yoki teshikli o’tkazuvchanlikkka ega bo’la oladi.
Yarim o’tkazgichlarnimng elektr o’tkazuvchanligi temperaturaga, aralashmalarga va boshqa energetik tasirlarga bog’liq, shuning uchun qiymati keng intervalda o’zgaradi. O’tkazgichlarning elektr o’tkazuvchanligi 106 108 om-1.m-1 oraliqda o’zgarsa izalyatorlarda 10-9om-1.m-1va bundan kichik qiymatlarga ega. Yarim o’tkazgichlarning elektr o’tkazuvchanligi 10-8 105 om-1m-1 intervaldagi qiymatlarni qabul qiladigan qilib olish mumkin. Metallarda elektr o’tkazuvchanlik temperatura va aralashmalarning konsentratsiyasi ortishi bilan kamayib boradi. Bunga sabab shuki elektronlar sochilish temperaturaning ko’tarilishi va aralashmalarning konsentratsiyasi ko’payib borishi bilan ortib boradi.Chunki elektronlarning ionlar va kristall panjarasining nuqsonlari bilan bo’ladigan to’qnashish ehtimolligi kattalashadi. Natijada elektronlarning erkin yugurish yo’li qisqara boradi. Bu o’z navbatida elektr o’tkazuvchanlikning kamayishiga sabab bo’ladi. Metallarda o’tkazuvchanlik zonasi qo’zg’almagan, normal qisman to’ldirilgan valentlik zonasidan iboratdir. O’tkazuvchanlikda valentli elektronlarning hammasi ishtirok eta oladi. Shuning uchun tashqi energetik tasirlar elektronlarning kosentratsiyasiga tasir ko’rsata olmayd.Yarim o’tkaz gichlarda zaryad tashuvchilar tartibsiz harakatda bo’lganligi uchun ixtiyoriy yo’nalishni olaylik, shu yo’nalishdagi zaryad tashuvchilarning soni va o’rtacha tezligi boshqa yo’nalishdagilar bilan bir xilda bo’ladi. Yani elektr maydoni nolga teng bo’lgan vaqtda hamma yo’nalishdagi zaryad tashuvchilar tezliklar bo’yicha bir xil taqsimlangandir. Agar elektr maydoni E noldan farqli bo’lsa, tezliklar bo’yicha bo’lgan simmetrik taqsimot buziladi. natijada elektr maydon kuchi tasiri yo’nalishda zaryad tashuvchilarning o’rtacha tezligi boshqa yo’nalishlardagiga qaraganda kata bo’lib, shu kuch yo’nalishida zaryad ko’cha boshlaydi yani yarim o’tkazgichda elektr toki hosil bo’ladi. Yarim o’tkazgichlarda zaryad tashuvchilarni erkin zaryad tashuvchilar deb olish uchun uning massasi o’rniga effektiv masani olishimiz lozim chunki yarim o’tkazgichlarda o’tkazuvchanlik zonasidagi elektronlar va valentlik zonasidagi teshiklar erkin harakat qila olmaydi. Ular hamma vaqt kristall panjaraning davriy maydoni ytasirida bo’adilar. Shuning uchun zaryad tashuvchilarning haqiqiy massasi o’rniga effektiv massani olsak, krizstall panjara davriy maydon tasirini ham hisobga olib, elektron va teshikni erkin zaryad tashuvchilar deb qarasak xato qilmaymiz. Yarim o’tkazgich tashqi maydon tasirida bo’lsa, zaryad tashuvchiga tasir etayotgan kuch.
Yarim o’tkazgichlar elektr o’tkazuvchanligining temperaturaga bog’liqligi
Yarim o’tkazgichlarning elektr o’tkazuvchanligidan ko’rinadiki, elektron va teshiklarning harakatchanligi va konsentratsiyasiga bog’liqliq bo’ladi. Temperatura o’zgarishi bilan ayniqsa, zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi bir necha tartibga o’zgarib ketishi mumkin. Bu esa n- yarim o’tkazgich va p- yarim o’ykazgichni xususiy yarim o’tkazgichga aylantirib yuborish mumkin. Chunki temperatura ortishi bilan elektronlar bilan teshiklar konsentratsiyasi teng bo’lib qoladi. Siklatron rezonans va boshqa tajribalarda aniqlanishicha, yarim o’tkazgichlarda zaryad tashuvchilar – elektron va teshiklar bir necha xil bo’lib, ular bir-birlari bilan harakatchanlik va effektiv massalari bilan farqlanadi.Masalan germaniy elementida ikki xil teshik mavjudligi, tellurda esa ikki xil harakatchan teshik va ikki xil harakatchan elektron mavjudligi aniqlangan. Ularning harakatchanligi son qiymati bilan bir-birlaridan farq qiladi.Yarim o’tkazgichlar elektr o’tkazuvchanligining temperaturaga bog’liqligi zaryad tashuvchilarning harakatchanligi bilan konsentratsiyasiga temperaturaning tasiri orqali xarakterlanadi. Zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasi va harakatchanligi temperaturaga bog‘liq bo‘lib, bu bog‘lanish bir-birlaridan farqlidir. Shuning uchun, ularni alohida-alohida ko‘rib chiqaylik. Biz oldin temperaturani zaryad tashuvchilarning harakatchanligiga qanday ta’sir ko‘rsata olishligini aniqlaylik.

Ma’lumki, zaryad tashuvchilarniig harakatchanligi o‘zlarining erkin yugurish yo‘li, issiqlik harakat tezligi va effektiv massasiga bog‘liqdir. Bu kattaliklar o‘z navbatida, temperatura o‘zgarishi bilan o‘zgaradigan kattaliklardir. Harakatchanlik shu kattaliklar orqali

formula bilan beriladi. Ayrim tajribalar yarim o‘tkazgichlardagi zaryad tashuvchilarning effektiv massasi temperaturaga bog‘liq bo‘lsa kerak, degan xulosaga kelgan bo‘lsada, hali biz temperaturaga qaysi tarzda bog‘lanishligini bilmaymiz. SHu sababga ko‘ra t ni o‘zgarmas kattalik deb ko‘rsak, xato qilgan bo‘lmaymiz.

Demak, “harakatchanlikka” temperaturaning ta’sirining temperatura o‘zgarishi bilan bo‘ladigan o‘zgarishi orqali aniqlaniladi. Temperaturaning erkin yugurish yo‘liga bo‘lgan ta’siri zaryad tashuvchilarning kristalldagi sochilish mexanizmlariga bog‘liqdir. Deyarli ko‘p yarimo‘tkazgichlarda zaryad tashuvchilarning sochilish markazlari asosan ion va atomlarning issiqlik tebranishi va aralashmalar bo‘lib hisoblanadilar. Boshqa nuqsonlar tufayli sochilishni hisobga olmasak ham bo‘ladi. Zaryad tashuvchilarning kristall panjaraning issiqlik tebranishidagi sochilishi tebranayotgan atom egallagan hajmining ko‘ndalang kesimiga bog‘liq. Ko‘ndalang kesimi tebranish amplitudasining kvadratiga, ya’ni atomiing energiyasiga bog‘liq bo‘ladi. Binobarin, zaryad tashuvchilarning tebranishlar soni tebranish energiyasiga to‘g‘ri proporsionaldir. Erkin yugurish yo‘li esa to‘qnashishlar soniga teskari proporsionaldir. Demak, erkin yugurish yo‘li aytilgan hol uchun bo‘lib, temperaturaga teskari proporsioial bo‘lar ekan.

Yarim o‘tkazgichlarda zaryad tashuvchilar tezligining temperaturaga bog‘lanishi metallardagi elektronlar tezligining temperaturaga bog‘lanishidan farq qiladi. chunki yarimo‘tkazgichlardagi zaryad tashuvchilar klassik statistikaga — Maksvell — Bolsman statistikasiga bo‘ysunadi. Shuning uchun kristallardagi zaryad tashuvchilar gazi, ideal gazlar kabi harakat qilib, qonuniyat bo‘yicha harakat qiladi, deb olsak xato qilmaymiz.