Mualliflar: Abduraxmanov. P., fizika-matematika fanlari doktori, professor, Egamov U., fizika-matematika fanlari

- rasm. Elektron tipli yarim utkazgichda elektronlarning vakuumga chitsish yullari

utkazuvchanlik sohasidagi elektronlarning bir qismini valent sohasiga kaytarish lozim bo’ladi. Bu xolatda energiya ajralib chikadi va kristall isiy boshlaydi.
Fermi satxidan bir vaktda yukori va past satxlardan elektronlarni vakuumga chikarish tizimning muvozanat xolatini buzmaslikka va kristall temperaturasini uzgarmasligiga olib keladi. SHuning uchun yarim utkazgichlar uchun chikish ishini Fermi satxidan nolinchi satxgacha bulgan energetik masofaga teng, deb xisoblanadi.
CHikish ishi odatda elektron voltlarda ulchanadi. CHikish ishini elektronning zaryadiga nisbati chikish potensialini belgilaydi va Voltlarda ulchanadi.

131. 
     - §. Metall - metall kontakti
     

Energetik diagrammalari 251 - rasmda keltirilgan ikki metallni yakinlashishida sodir bo’ladigan jarayonlarni kurib chikamiz.
Ajratilgan xolatda bu metallardagi elektron gazlar M va M - ximiyaviy potensiallar bilan xarakterlanadi. Elektronlarning
termodinamik chikish ishlari X\ va X₂ ga tengdir.


439






o






251 - rasm. Ikkita ajratilgan metallning energetik
diagrammalari


Termoelektron emissiya orkali elektronlar bilan effektiv almashish mumkin bulgan yoki to’g’ridan - to’g’ri bir - biriga elektronlar utishi mumkin bulgan d - masofaga metallarni bir - biriga yakinlashtiramiz.
Kontakt urnatilgandan sung boshlangich momentda, (M va M₂) - ximiyaviy potensiallar dar xil balandlikda bulgani uchun ikkinchi metall elektron gazi birinchi metall elektron gazi bilan muvozanatda bulmaydi (252 - rasm).


gn
Uh
f-q


g-1
x


g
V(po=qVk' \X1 [12


u=o


t






252 -rasm.Metall - metall kontaktining energetik diagrammasi


Fermi satdlari farqi (M - M₂) mavjudligi ikkinchi metalldan birinchisiga imtiyozli elektron utishi dosil bulishiga olib keladi. Bu dolda birinchi metall manfiy, ikkinchisi esa musbat zaryadlanadi.


440




Bu zaryadlarning xosil bulishi uz navbatida metallar energetik satxlarini siljishiga olib keladi: manfiy zaryadlangan 1 - utkazgichda barcha satxlar oldingi xolatga nisbatan yukoriga kutariladi,

2. 
   - metallda esa pastga tushadi. Bu jarayonni oson tasavvur etish mumkin: zaryadlanmagan metalldagi nol satxdan manfiy zaryadlangan
   

metallning nol satxiga elektronni utkazish uchun qV_x ga teng ish sarflash kerak. Bu bajarilgan ish elektron potensial energiyasining ortishiga olib keladi. Xuddi shu sababga kura, musbat zaryadlangan metallning nol satxi zaryadlanmagan metallning nol satxidan pastga tushadi.
Asta - sekin 1 - metallning kutarilayotgan M ximiyaviy
potensial satxi va 2 - metallning pasayotgan №2 - ximiyaviy potensiali satxi bir balandlikka to’g’ri kelganda 2 - metalldan 1 -metallga elektronlarning imtiyozli utishi yukolaboradi va ikkala metallar orasida muvozanat xolati vujudga keladi. Bu xolatda metallarning nol satxlari orasida V_k - kontakt potensiallar farqi paydo bo’ladi:

• 
  _ ⁽%1 ^- %2⁾
  

^Vk _ _q , (139.1)
Bu potensiallar farqi tashsi kontakt potensiallar farsi deb ataladi, u metallarning chikish ishlarini farqiga to’g’ri proporsionaldir. CHikish ishi kam bulgan metall elektronlari chikish ishi katta bulgan metallga utaboshlaydilar.
Metallarning ximiyaviy potensiallari satxlari tenglashishi bilan 1 - va 2 - metallardagi elektronlar kinetik energiyalari bir xil
bulmaydi (E_f2 > E_{f 1}).
Metallarni to’g’ridan - to’g’ri tutashishida 2 - metalldan 1 -metallga elektronlarning yunaltirilgan diffuziyasi paydo bo’ladi,
bu xolda ^Vi ichki kontakt potensiallar farsi xosil bo’ladi:
V, _ ^{(Ef2 - Ef-)} , (139.2)
Muvozanat urnatilgandan sung metallarda tok zichligi nolga teng bulganligi uchun, Om konuniga asosan j = gE, E - elektr maydon


441




metall kalinligi buyicha xar bir nuqtada nolga teng bo’ladi. Ammo metallar kontakti chegarasida d - yupka katlamga ichki kontakt potensiallar farqining xdmmasi joylashgan bo’ladi (253 - rasm).






253 - rasm. Ikkita metall tutashganda ichki kontakt potensiallar farsining xosil bulishi


Kush elektr katlamining kalinligi buyicha V - potensial
sakrashga uxshab uzgaradi. SHu katlamning kalinligini xisoblab
kuramiz.
Kush elektr katlami yassi kondensatorga uxshaydi, d - uning
kalinligi, koplamalaridagi zaryadni Q orkali belgilasak,
potensiallar farqi V ga teng bo’ladi. ^oplamalarning yuzasi 1 m ,
dielektrik singdiruvchanligi s = 1
sigimi kuyidagiga teng:
ss_n


bulgan yassi kondensatorning


C =


d


bu erdan Kush


ga ega bulamiz.


katlamning kalinligi panjara parametridan kichik


bulmaydi, ya’ni 3 = A , V = 1B bulganda 2 - metall katlamining 1m" yuzasidan 1 - metallga utadigan zaryad mikdori kuyidagiga teng bo’ladi:


_ s₀V, 1B.8.85 • 10“¹²Fm , _a_₂„ Q = -°-^L = « 3 -10 ² Kl


d


3 -10


-10


m


442

Bu xolda, sirtdagi zaryadlar konsentratsiyasi

2 19
ga teng bo’ladi. Ammo real sharoitda metallning 1m yuzasida 10 atom bor, shuning uchun, n₁₀ = 10¹⁹m ². An ni ⁿs0 bilan takkoslasak,


kush elektr katlami xosil bulishi uchun, kalinligi - 3A⁰ bulgan metall sirtidagi elektronlarning fakat - 2% okib utar ekan.
Elektron gaz konsentratsiyasining kontakt katlamida bunday sezilmaydigan uzgarishi bu katlamning elektr utkazuvchanligini sezilarni uzgartirmaydi.

131.