Elektronika va asbobsozlik” kafedrasi «Elektronikaning fizik asoslari»

Nazorat uchun savollar:
1. Zonalarni elektron bilan to’ldirilishi deganda nimani tushunasiz?
2. Tamomila to’ldirilgan zona nima?
3. Kristall dielektrik haqida ma’lumot bering.
4 Qattiq jism haqida nimalarni bilasiz?

6-MAVZU: Qattiq jismlarning elektrik xususiyatlari. Tashqi elektr maydoni ta'sirida to‘la to‘ldirilgan va to‘ldirilmagan zonalarda erkin elektronlarning harakati.
REJA:

1. 
   To‘ldirilgan va to‘ldirilmagan zonalarda erkin elektronlarning harakati.
   
2. 
   Zonalar nazariyasining elementlari.
   

Tayanch so‘z va iboralar: energetik sathlar zonasi, to’ldirilgan zona, Shridenger tenglamasi, elektronlar, eksiton, fononlar.
Parchalanish darajasi barcha sathlar uchun bir xil emas. Atomdagi tashqi elektronlar (valentli) joylashgan sathlar kuchlita’sirgauchrab, ichki elektronlar joylashgan sathlar esa kuchsiz o’zgaradi.
1) elektronsiz energetik sathlar zonasi.
2) valent elektronli energetik sathlar zonasi.
3) ichki elektronlar joylashgan energetik sathlar zonasi.

6.1-rasm
Energetik zonalardagi energetik sathlar orasidagi energiya farqi ~ 15^-22 eV bo’ladi, demak energetik zonalar amalda uzluksiz spektrni beradi. Bu esa, o’z navbatida elektronni bitta zona bilan chegaralangan energetik sathlarda harakat qila olishini ko’rsatadi, yaoni berilgan zonadagi elektronlar bir atomdan ikkinchi atomga o’ta olib, xamma atomlar uchun umumiy bo’lib qoladi. Energetik zonadagi xamma sat’lar elektronlar bilan band bo’lsa, bunday zonani to’ldirilgan zona deb ataladi.Elektronlar turishi mumkin bo’lgan zonalar ru’sat etilgan zonalar deb ataladi.
Kristallardagi atomlarning xossalariga qarab muvozanatli xolatda ikkita atom orasidagi masofa r₁ ko’rinishda yoki r₂ ko’rinishda bo’ladi, r₁ ko’rinishda xolatlar o’rtasida man qilingan zona hosil bo’ladi, r₂ masofada esa qo’shni zonalar bir-birini berkitadi.
Kristallardagi energetik zonalar, SHredinger tenglamasini yechish bilan aniqlanadi.
Kristalldagi elektronlar deyarli erkin elektronlar bo’lib, ular potensial maydonda harakatlanadi deb qaraymiz. Bu maydonni kristall panjara hosil qiladi. Bu maydonda xarakatlanyotgan elektronning holati SHredinger tenglamasibilanifodalanadi.
(6.1)

• 
  Bu yerda U - elektronnning potensial energiyasi.
  
• 
  Davriy potensial maydon uchun (6.1) tenglamaning yechimi
  

(6.2)
Atom yorug‘lik ta’sirida yoki issiqlik xarakati natijasida normal xolatdan ko‘zgolgan xolatga o‘tgan vaqtda, uning valentli elektronlari atomdan ajralmagan xolda maxsus energetik xolatga o‘tib qolishi mumkin (6.2- rasm). Bunday xolatda turgan elektron o‘z o‘rnida teshik bilan elektron teshik juftini xosil qilib, ular bir-birlari bilan bog‘langan bo‘ladi. Bunday qo‘zgolgan xolat birinchi marta Ya. I. renkel tomonidan tekshirilgan va unga eksiton (ya’ni qo‘zg‘algan) deb nom quygan. Eksiton ma’lum darajada vodorod atomiga o‘xshab ketadi va uning elektronini erkin elektronga aylantirish uchun normal sharoitdagi elektronga qaraganda oz energiya sarf qilinadi.