Mavzu: Nanoelektronika asboblari

QAYTA TOPSHIRISH

Fan:
Elektron asboblar integral shemalar
Mavzu:
Nanoelektronika asboblari

Bajardi: Norqulov Abror

Guruh:170-20-LTO

Nanoelektronika asboblari
Elektron qurilm alar 1958-yilda mikroelektron integral ko‘rinishda- 
IM Slar ko‘rinishida yaratilgandan boshlab m ikroelektronika davri 
boshlandi. Bunda «mikro» qo‘shimchasi tranzistorlar oMchamlari 
sezilarli darajada kichiklashganini anglatar edi. A slida esa IM Slar 
mikroolam obyektlari - atom va m olekulalarga nisbatan «makro- 
asbob»ligicha qolaverdi.
M ikrosxemalami ikkita afzalligi: narxi arzonligi va yuqori tezkor- 
likka egaligi bor edi. Ikkala afzallik ham m iniatyurizatsiya (oMchamlami 
kichiklashtirish) natijasi edi. M ikroelektronikaning keyingi rivoji 
tranzistorlar oich am larin i uzluksiz kichiklashuvi bilan bogMiq.
1999-yildan boshlab fazoviy koordinatalam ing biri bo‘ylab 
tranzistom ing oMchami bir necha o ‘n nm ga (1 nm =10'9 m) kamaydi, 
y a’ni mikroelektronika o ‘m iga nanoelektronika keldi. T a’riflam ing 
bittasiga m uvofiq 

nanoelektronika
oMchamlari 0,1-^100 nm gacha 
boMgan yarimoMkazgich tuzilm alar elektronikasidir.
M ikro va nanoelektronika asboblarida axborot signallar va 
energiyani o ‘zgartirish jarayonlari elektronlar harakati hisobiga yoki 
ulam ing bevosita qatnashishi hisobiga am alga oshadi. M a’lumki, 
elektronlar va boshqa m ikrozarrachalar harakati nazariyasi boMib kvant 
mexanikasi xizm at qiladi. K vant mexanikasi qonunlariga muvofiq 
elektron zarracha boMaturib, toMqinga o ‘xshaydi. Lekin m ikroelektro­
nika asboblarda elektronning toMqin tabiatidan kelib chiqadigan kvant 
effektlar shunchalik kichikki, elektronning harakati klassik m exanika 
qonunlari chegarasida ifodalanadi.
Elektronlam ing toMqin tabiatidan kelib chiquvchi fizik hodisalar 
o ‘zlarini nanoelektronika asboblarida toMiq nam oyon etadi. Bunday 
hodisalarga oMchamli kvantlash, elektron toMqinlar interferensiyasi, 
potensial to ‘siqlar (baryerlar) orqali tunnellashuv kiradi. K vant mexani- 
kasiga muvofiq s tezlik bilan harakatlanayotgan 

m
massali zarrachalar 
bilan 

de Broyl to ilqinlari
tarqalishi bogMiq. De Broyl toMqinlarining 
uzunligi quyidagi form ula yordam ida topiladi:
Masalan, bir volt tezlatuvchi potensial ta ’sirida boMgan elektron 
toMqin uzunligi 12,25-1 O'8 sm li toMqin bilan xarakterlanadi. Elektron
352

tezligi qanchalik katta bo‘lsa, uni xarakterlovchi toMqin shunchalik 

kichik boMadi. Elektron harakatlanishi davom ida kristall panjara bilan 
to ‘qnashadi. T o‘qnashishlar orasidagi r 0 vaqt davom ida u toMqin 
uzunligi Ax = 5r0 boMgan de Broyl toMqinlarini uzluksiz tarqatadi (13.6- 
rasm).
Bu yerda, 5 - elektronning o ‘rtacha tezligi. O datda Ax oraliqda bir 

necha o ‘n 

X
yotadi. Shuning uchun zarra koordinatasi Ax aniqlikda 
topilishi m umkin (Geyzenberg noaniqligi). Bunda uning berilgan joyda 
aniqlanish ehtimolligi haqidagina so‘z yuritish mumkin.
z JC

13.6-rasm. Uzilgan sinusoida.

Elem entar zarrachalar harakatining toMqin nazariyasini E. Shredin- 
ger yaratdi. Ushbu nazariyaga muvofiq bir oMchamli holatda 

W
energi- 
yali m ikrozarrachaning 

U
potensial energiyali maydondagi harakati 
Shredinger tenglamasi bilan ifodalanadi
f ! £ +£ S V - u v = o .
(13.2)

d x 

ti
Bu yerda, 


U -
koordinatalar va vaqtga bogMiq funksiya, u teskari 
ishora bilan olingan kuchlanganlik maydoni potensialiga teng, 

W
-

zarrachaning toMiq energiyasi. Shredinger tenglamasi psi - funksiyani, 

y a’ni alohida olingan elektron fazoning turli nuqtalarida boMish 
ehtim olligini aniqlash imkonini beradi. Psi - funksiya nanoelement- 
lam ing asosiy xarakteristikasidir. U bogMangan tizimlar, y a’ni zarracha- 
lari m a’lum chegaradan chiqmaydigan (atomdagi yoki kristalldagi 
elektronlar) tizim lam ing statsionar holati haqida toMiq m a’lumotga ega. 
M asalan, (13.2) tenglam a va psi - funksiyaga qo‘yiladigan shartlardan 
energiyaning kvantlanish qoidalari bevosita kelib chiqadi. BogMangan 
tizim lam ing statsionar holati faqat