O‘zbekiston respublikasi o‘zbekiston oliy ta’lim, fan va innovatsiyalar vazirligi farg‘ona davlat universireti fizika-texnika fakul’teti

1.2. Ionizatsion rusumdagi yarimo‘tkazgichli fotografik tizimdagi gaz razryadli yacheyka. Elektr hususiyatlari.


Gazlarning iononlanishi. Gazlar tabiiy xolda elektr o’tkazmaydi. Agar quruq atmosfera xavosida yaxshi izolyatsiyalangan zaryadlangan jism , masalan , yaxshi izolyatsiyalangan zaryadli elektrometr joylashtirsak, u holda elektrometrning zaryadi amalda uzgarishsiz qoladi . Biroq gazga turli tashqi ta'sirlar kursatish yo’li bilan unda elektr o’tkazuvchanlikni yuzaga keltirish mumkin. Masalan, zaryadlangan elektrometr yoniga gorelka alangasi keltirilsa, u holda elektrometrning zaryadi tez kamayishini ko‘rish mumkin. Bu holda biz gazda yukori temperatura xosil qilib, gazda elektr o‘tkazuvchanlikni xosil qildik. Agar gorelka alangasi o‘rniga elektrometr yaqinida boshqa yorug’lik manbaini, masalan, simob yoy lampasin yoniga qo’ysak, lampadan chiqayotgan ultrabinafsha nurlar tufayli elektrometr zaryadlarining kamayishini kuzatish mumkin. Rentgen nurlari va radioaktiv preparatlarning nurlanishi ham gazga xuddi shunday ta'sir ko‘rsatishi mumkin . temperatura va turli nurlanishlar ta'sirida gaz larda zaryadlangan zarralar paydo bo‘lishini ko‘rsatadi. Bunday zaryadlarning paydo bo‘lishiga gaz atomidan bir yoki bir necha elekt ronlarning yulib chiqarilishi , buning natijasida neytral atomlar o‘rnida musbat ion va elektronlar paydo bo‘ladi. Hosil bo‘l gan elektronlarning bir qismi boshka neytral atomlar tomonidan tutib olinishi mumkin va bunda yana manfiy ionlar paydo buladi. Bu yuqori Atomdan elektronlarning yulib olinishi ( atomning iononlanishi ) ma'lum energiya - ionlanish energiyasi sarflanishini talab qiladi. Bu energiya atomning tuzilishiga bog’lik va shuning uchun turli moddalar uchun turlicha bo‘ladi.
Ionizator ta'siri tuxtagandan so‘ng gazdagi iononlar soni vaqt o’tishi bilan kamaya boshlaydi va piravordida batamom yo‘qoladi. Ionlarning yo’qolishiga sabab ionlar bilan elektronlarning issiqlik harakatida ishtirok etishi va shuning uchun uzaro bir - biri bilan to‘qnashishidir. Musbat ion va elektron to‘qnashganida ular neytral atom bo’lib birlashishi mumkin. Xuddi shuningdek, musbat va manfiy ionlar to‘qnashganida manfiy ion uzining orticha elektronini musbat ionga berishi va har ikkala ion neytral atomlarga aylanishi mumkin. Ionlarning o‘zaro neytrallanishiga oid bu protsess ionlar rekombinatsiyasi deb ataladi. Musbat ion va elektron yoki ikki nonning rekombinatsiyasida ma'lum energiya ajralib chikadi , bu ajralgan energiya iononlanish energiyasiga teng bo‘ladi. Bu energiya qisman yorug’lik tarzida nur lanadi , shuning uchun ionlar rekombinatsiyasida yorug’lik nurlanishi ro’y beradi (rekombinatsiya yorug’lanishi ). Agar musbat va manfiy ionlar soni juda katta bo‘lsa, u xolda har sekundda bo‘ladigan rekombinatsiya aktlarining soni ham juda katta bo‘ladi va rekombinatsiya yorug‘lanishi kuchli bo‘lishi mumkin. Rekombinatsiyada yorug’likning nurlanishi turli xil gaz razryaldagi yoruglik sochishining sabablaridan biridir .
Gazlarda iononlar harakatini biz bilamiski elektronlarning metallning kristall panjaralari bilan to‘qnashishi natijasida tezlikka proportsional bo‘lgan ma'lum ishqalanish kuchi paydo bo‘lishini va shuning uchun elektronlarning tartibli harakati tezligi v maydon kuchlanganligi E ga proportsional bo’lishini ko’rgan edik. Agar gaz ionlari ko‘plab marta to‘qnashsa , ana shu qonunni gaz ionlari uchun xam qo’llash mumkin ekan ; shuning uchun v₁ = _{ }b + E , (1) deb hisoblash mumkin . Bu yerda b_{ } metallarda elektronlar ha rakatiga o‘xshash gaz ionlarining harakatchanligidir . Bu hara katchanlik bir birlik maydon kuchlanganligida iononlar olgan o’tacha tezligidir , bu tezlik SI sistemasidan m² / sek. birliklarda ifodalanadi . Bunda _{ } indekslar musbat va manfiy ionlar ning harakatchanligi turlicha bo‘lishini va shuning uchun ularning ayni bir maydonda olgan tezliklari ham turlicha bulishini kur satadi. ( 1 ) munosabat tuknashuvlar soni yetarlicha katta bo‘lganda, ya'ni gaz ionlarining o‘rtacha erkin yugurish yo’li uzunligi elektrodlar orasidagi L masofadan ancha kichik bo‘lgan holda ham o‘rinli bo’ladi. Odatda, bunday shart gaz bosimi simob ustunining bir necha o‘n millimetri va undan yuqoriroq bo‘lganidayoq bajariladi. Agar L>> d bulsa biz elektronlar vakuumda harakatlanmoqda deb gapiramiz. Bunday holda ionlarning harakatiga hech qanday qarshilik bo‘lmaydi va inonlar elektr maydonda tezlanma harakat qiladi . Bu xil inonlarning harakati ularni o‘rab turuvchi gaz atomlarn tomonidan ishqalanish kuchi qancha kichik bo‘lsa , shuncha katta bo‘ladi. Ma'lumki to’qnashuvlar soni qancha kam bo‘lsa, ishqalanish kuchi shuncha kichik buladi , tuknashuvlar soni esa o‘z navbatida gaz ning bosimiga proportsionaldir. Shuning uchun bosim o‘zgarishlarining juda keng intervalida ionlarning harakatchanligi gaz bosimiga teskari proportsionaldir, ya'ni bp = const
Gaz razryad xujayrasida gaz zaryadsizlanishi issiqlik energiyasidan ancha yuqori energiyaga ega bo'lgan erkin zaryadlangan zarralar - elektronlar va ionlar tomonidan amalga oshiriladi. Bundan tashqari, tushirish qisqa to'lqinli porlash bilan birga keladi. Shuning uchun ko'rib chiqilayotgan ikki qavatli fotoo'tkazgich-plazma hujayra yarimo'tkazgichni qabul qilish yuzasiga tushgan nisbatan kam quvvatli foton oqimini yuqori energiyali zarrachalar - elektronlar, ionlar, fotonlar oqimiga aylantiruvchi va kuchaytiruvchi konvertordir. Ko'rsatilgan xususiyatlar bilan bog'liq holda, zaryadsizlanish plazmasida yarimo'tkazgich tomonidan yaratilgan tasvirlarni yozib olish va vizualizatsiya qilish uchun juda keng imkoniyatlar paydo bo'ladi.
Ta'siri kam o'rganilgan [1, 104-106-moddalar; 2- modda. 766-768 ; 3, c jild 702-703; 4; 5, 180-181- moddalar ; 6, 17-20-moddalar; 7, 20-21-moddalar; 8, 190-191-moddalar; 9, 620-622-moddalar; 10, st.730-731]. Bir necha o'nlab mikrometrli bo'shliq va yarimo'tkazgichning qalinligi eksperimental ravishda aniqlandi Chiqarishni barqarorlashtirish uchun zarur bo'lgan 0,5 mm qarshilik 10 ⁷ ÷ 10 ⁸ ohm sm oralig'ida .
arajaga kamayishi barqarorlashuvning buzilishiga olib kelmaydi. Hodisaning sifat tomoni shundaki, parchalanishdan keyin gaz bo'shlig'ida tebranishlar paydo bo'lganda, oqim kuchayishi bilan birga, zaryad yarimo'tkazgich-plazma va qarshi elektrod-plazma interfeysida to'planadi, bu esa razryaddagi kuchlanishning pasayishiga olib keladi. bo'shliq va tebranishlarni bostirish, ya'ni oqim kuchlanish xarakteristikasi (CVC ) razryadning salbiy differentsial qarshilik bilan rejimga o'tishi.
T urli intensivlik va gaz bosimi qiymatlarida gaz chiqarish kamerasining I-V xarakteristikalari 1.1-rasmda ko'rsatilgan. Gaz bo'shlig'ining parchalanishiga mos keladigan kuchlanishgacha oqim deyarli yo'q, shundan so'ng chiziqli o'sish yorug'lik intensivligi oshishi bilan ortib borayotgan nishab bilan birga keladi. Xuddi shu fotodetektorlarda ikkita metall kontakt bilan o'tkazilgan tajribalar barcha U uchun fotodetektorning mos kelishini ko'rsatdi. ≤ U _buzilishi . Bu shuni anglatadiki, tushirish bo'shlig'ining oqim kuchlanish xarakteristikasi qat'iy vertikal, tushirish bo'shlig'ining differentsial qarshiligi yuqori aniqlik bilan nolga teng va yoritilganda, hatto eng yuqori yoritishda ham gaz chiqarish kamerasida kuchlanish qayta taqsimlanmaydi. 11, 412-413-moddalar]. Gaz deşarj xujayrasi bo'lgan yarimo'tkazgichli fotografik ionlash kamerasi (SFIC) va boshqa fotografik qurilmalar o'rtasidagi bu farq ikkita muhim oqibatlarga olib keladi. Birinchidan, fotorepsiya hatto yuqori yorug'likda ham chiziqli bo'lib, gradatsiyalarning keng dinamik diapazonini ta'minlaydi. Ikkinchidan, yarimo'tkazgich va plazmaning turli xil yorug'likdagi va shunga mos ravishda turli xil oqim zichligidagi bo'limlari o'rtasida yarimo'tkazgich-plazma interfeysi tekisligida oqimlarning drift tarqalishining yo'qligini ta'minlaydigan maydonning tangensial komponenti yo'q. Bu yorug'likdagi katta farqlarda ham qoniqarli ruxsatni saqlab qolishga yordam beradi [12, art.710-713].

3.