O ’zbekiston Respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi Guliston davlat universiteti Qattiq jism fizikasi bo’limidan o’quv-uslubiy majmua

Yarim utkazgichlarning aralashmali elektr utkazuvchanligi.

Tabiatda sof yarimutkazgich bulmaydi, ya’ni oz mikdorda bulsa, xam begona element atomlari aralashgan buladi.
Bu aralashmalar yarimutkazgichlarda kanday uzgarishlarni vujudga keltirishi mumkin:


Turt valentli Si (kremniy) da yoki Ge (germaniy) dan tuzilgan kristall panjaraning bazi tugunlarida besh valentli atomlar, masalan R (fosfor) yoki As (mishpyak) joylashgan bulsin (4.8-rasm). Bu xolda aralashma atomlardan turtta elektron Si (kremniy) yoki Ge (germaniy) atomlari bilan kovalent boglanishda buladi, beshinchi elektron esa atom bilan juda zaif boglangan, shuning uchun issiklik xarakat energiyasi xam bu elektronni atomdan ajratib ozod elektron bulishiga etarlidir. Bu elektronlar tok tashuvchilik vazifasini bajaradi.
Bunday yarimutkazgich elektronli yarim utkazgich, R va As atomlarini esa donorlar yoki n - tip aralashma deyiladi.

MustaXkamlash uchun savollar:

1. Kristall kattik jismlarning energetik zonalari kanday tuzilgan ?
2. Metall, yarim utkazgich va dielektriklarning energetik zonalari kanday farklanadi ?
3. Elektron effektiv massasining fizik ma’nosi nima?
4. Metallarning solishtirma elektr utkazuvchanligi temperaturaga kanday boglik buladi?
5. Relaksatsiya vakti nimani ifodalaydi?
6. Kanday jismlarga yarim utkazgichlar deyiladi?
7. Xususiy va aralashmali yarim utkazgichlar bir-birlaridan kanday farklanadi?
8. Xususiy yarim utkazgichlarning elektr utkazuvchanligi temperaturaga kanday boglangan?
9. Fermi satxining ma’nosini nima?
10. Aralashmali yarim utkazgichlarda elektr utkazuvchanlik kanday sodir buladi?
13-Mavzu: Amorf qattiq jismlar.
Reja:

1. 
   Amorf qattiq jismlarning tuzilishi.
   
2. 
   Amorf qattiq jismlarda elektronlar va kovaklar energiyalari spektri.
   
3. 
   Amorf qattiq jismlarning elektrik va magnit xossalari.
   
4. 
   Amorf jismlarning qo’llanilishi.
   

Amorf jismlar strukturasida «yaqin tartib» mavjud bo’lib, «uzoq tartib» bo’lmaydi. Shuning uchun ham bunday moddalar anizotrop moddalar hisoblanadi. Ya’ni amorf qattiq jismning strukturasida uning xossalari har xil nuqtalarda har xil o’zgaradi. Amorf strukturali qattiq jismlarni tayyorlashning o’ziga xos xususiyati bor. Katta temperaturada suyuq holatga keltirilgan, kvarts ampuladagi moddani juda tez sovutish (100 ⁰s|sek) yo’li bilan amorf struktura olish mumkin. Barcha qattiq jismlar ham amorf strukturaga ega bo’lmaydi va amorf strukturaga ega bo’ladigan moddalarning erish temperaturasi va uni sovutish temperaturasi har xil bo’ladi.
Demak amorf qattiq jismlar uchun:
o’rinli bo’ladi.
amorf strukturada nuqtaviy nuksonlar mavjud bo’lgani uchun (Frenkel, Shottki nuksonlari, aralashma atomlar, radiatsion nuksonlar) bu moddalarning energetik spektrida katta o’zgarishlar mavjud bo’ladi.
Taqiqlangan zonada donor va aktseptor sathlar mavjud bo’ladi.

E_d-donor sath energiyasi, E_a-aktseptor sath energiyasi bo’lib, bu sathlarda elektronlar va kovaklar joylashgan. Tashqi ta’sir (energiya, maydon, temperatura) ostida donor sathidagi elektronlar E_s-o’tkazuvchanlik zonasiga o’tib, erkin elektronga aylanishi va tok tashishda qatnashishi mumkin. Shuningdek E_a-aktseptor sathidagi musbat teshikchalar ya’ni kovaklar tashqi ta’sir ostida valent zonaga o’tishi va o’tkazuvchanlikda qatnashishi mumkin.

Amorf qattiq jismlar elektrik xossalariga ko’ra ko’proq yarim o’tkazgichlar gruppasiga mansubdir.
O’tkazgich xossasiga ega amorf qattiq jismlar ham tokni unchalik yaxshi o’tkazmaydi.
Amorf qattiq jismlarda elektr o’tkazuvchanlik boshqa qattiq jismlar singari temperaturaga bog’liq bo’ladi va quyidagicha qonuniyat bilan o’zgaradi.
Amorf qattiq jismlar o’zlarining magnit xossalariga ko’ra ko’proq diamagnetiklar guruhiga kiradi.
Ularda atomlarning magnit momentlarining yig’indisi nolga teng bo’ladi:

Shu sababli bunday moddalar tashqi magnit maydoniga kiritilsa, ular tashqi maydonni susaytiradi.
Amorf qattiq jismlar fan va texnikada keng qo’llaniladi.
Amorf strukturaga ega bo’lgan A³ V⁶ birikmalarga ba’zi aralashma atomlari kiritilganda ularda «sakrovchi» o’tkazuvchanlik kuzatiladi. Bunga misol qilib AlTe, GaTe birikmalarini ko’rsatish mumkin.
«Sakrovchi» o’tkazuvchanlikga ega bo’lgan amorf qattiq jismlardan EXMlar uchun xotira bloklari yaratish mumkin. Ularning elektr o’tkazuvchanligi, asosan volt-amper xarakteristikasi quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi:

U₁ kuchlanishda amorf strukturadan o’tuvchi tok qiymati keskin oshadi, ya’ni «sakrab» o’zgaradi. Bunga sabab shu kuchlanishda strukturada kristall shnur hosil bo’lishi va undan katta tok o’tishidir.