Mustaqil ish mavzu: Eksitonlar Tekshirdi: Sapayev. U. Bajardi: Vohitova. S. Toshkent-2023 Eksitonlar Reja

Xulosa
Eksitonning eksperimental kashfiyot tarixi juda dramatik. Uni 1950-yillarning boshida rus olimi, ajoyib spektroskopist Evgeniy Gross va uning aspiranti Nuri Karryev kashf etgan. Gross va Karryev mis oksidi Cu2O kristallarining yorug‘lik o‘tkazuvchanlik spektrlarini o‘rgandilar (1.b-rasmdagi kristallarning fotosuratiga qarang) va asosiy yutilish chetidan biroz pastroqda (valentlik zonasidan o‘tkazuvchanlikka o‘tishlarga mos keladigan) bir qator tor chiziqlarni topdilar. Tegishli spektr rasmda ko'rsatilgan. (1, v-rasm.) Diskret energiyalarda yutilishning mavjudligi eksitonning namoyon bo'lishi sifatida talqin qilindi. Boshida Gross o'zining kashfiyotiga katta ishonchsizlikka duch keldi; uning raqiblari bu chiziqlarni aralashma yoki kristall nuqsonlar tufayli yutilish bilan bog'lashga harakat qilishdi. Bundan tashqari, spektrda n² dan 6 yoki 7 gacha (namuna sifatiga qarab) darajalarga mos keladigan chiziqlar kuzatildi va n = 1 bo'lgan eng past holatni aniqlab bo'lmadi. Biroq, tez orada shunday bo'lishi kerakligi ma'lum bo'ldi: mis oksidda n = 1 bo'lgan asosiy holat tanlov qoidalarining xususiyatlari tufayli yorug'likning yutilishiga hissa qo'shmaydi. Evgeniy Gross ham, uning shogirdlari ham, Sovet Ittifoqida ham, chet elda ham boshqa guruhlar tomonidan olib borilgan keyingi tadqiqotlar eksitonning kashf etilishini to'liq tasdiqladi. Kristalga tashqi maydonlar, elektr va magnit hamda elastik deformatsiyalar qo'llanilganda, eksitonning harakati batafsil o'rganildi(eksiton spektrining nozik tuzilishi xususiyatlari o'rganildi). Keyinchalik, mis oksidida, maxsus mohir tajribalar yordamida, asosiy kvant soni birga teng bo'lgan asosiy holatdagi "yo'qolgan" eksiton ham topildi. Gross ishidan keyin deyarli barcha yarim o'tkazgichlarda eksitonlar topilgan. Bu faktlarning barchasi Frenkel, Vanier va Mottning nazariyalarini to'liq tasdiqladi. Eksiton tushunchasi e'tirofga sazovor bo'ldi. 1960-yillarning oxirida E.F.Gross "Kristallardagi eksitonlar" Butunittifoq seminari ishtirokchilariga murojaat qilib, ishonchsizlik yo'qolganini va bu noodatiy kvazizarrani o'rganishga tobora ko'proq fiziklar jalb qilinganligi quvonch bilan ta'kidlandi. O'shandan beri yarimo'tkazgichlar va yarim o'tkazgich nanostrukturalarida eksiton effektlari eksperimental va nazariy jihatdan faol o'rganilmoqda, chunki yarim o'tkazgichlarning optik xususiyatlarini asosan eksitonlar aniqlaydi.
Eksitonlar bu kvazi-zarracha bo'lib, u dielektrik, yarimo'tkazgich yoki metallda elektron qo'zg'alish bo'lib, kristall orqali ko'chib o'tadi , elektr zaryadi va massasini uzatish bilan bog'liq emas. Eksiton- elektron tizimning molekuladan elementar qo'zg'alishi bo'lib, u kristall orqali to'lqin shaklida tarqaladi. Molekulyar eksitonlar molekulyar kristallarning yutilish va nurlanish spektrini aniqlaydi. Shuningdek eksitonlarni suniy atom deb ham tariflashadi.Ular modda yoki molekuladagi yutilish va nurlanish spektrini aniqlash imkonini beradi. Elektron va teshikning bunday bog'langan holatiga eksiton - yarim o'tkazgich kristalining "qo'zg'alish" kvanti deyiladi. Eksiton elektri neytral kvazizarradir, shuning uchun u elektr tokini o'tkaza olmaydi.
Generatsiya jarayonida hosil bo'lgan elektronlar va teshiklar Kulon o'zaro ta'sirini boshdan kechiradi. Bu o'zaro ta'sir muvozanatsiz elektronlar va teshiklarni koordinata fazosida bog'langan elektron-teshik juftligi - eksiton sifatida ko'rib chiqishga olib keladi. Eksiton - yarim o'tkazgichlarda oqimsiz qo'zg'alish paytida paydo bo'ladigan kvazizarra. Bog'lanish xususiyatiga ko'ra, eksitonlar ikki xil bo'ladi. Birinchi tur - katta radiusli erkin eksitonlar (Vannier-Mott eksitonlar), ularning xarakterli o'lchamlari o'nlab atomlararo masofalarga etadi. Ikkinchi tur - kichik radius bilan bog'langan eksitonlar (Frenkel eksitonlar), ularning o'lchamlari bitta atomlararo masofadan oshmaydi.