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

qmJ + γmN_CM – γn(M – m) = 0 (16)
бу ерда m – сатҳлар миқдори M бўлганда ундаги электронлар концентрацияси, q – фотонни ушлаб қоладиган сирт миқдори, γ –рекомбинация коэффициенти,
N_CM = N_C exp[-Ɛ_M /(kT)], (17)
N_C – ўтказувчанлик зонасидаги холат зичлиги, J – ёруғлик жадаллги, Ɛ_M – киритмани ионизацияловчи энергия.
Тенглама (16)дан мувозанатсиз қисмини танлаб ва n = n_C + n_T, m = m_C + m_T , n_C = m_C ҳисобга олиб, қуйидаги формулани келтириб чиқарамиз
, (18)
бу ерда . (19)
Киритма сатҳидан заряд ташувчилар қўзғатилганда электр майдон кучланганлигининг E_max йўл қўйиладиган чегаравий максимал қиймати, инжекцияланувчи заряд ташувчиларнинг электр майдон тасирига тушишини хисобга олинса, қуйидаги тенглама орқали ҳисобланади:
. (20)
Минимал токнинг чегаравий қийматига қўйиладиган шартни ёки заряд ташувчиларнинг минимал қийматига қўйиладиган шартни ҳисобга олиб, (14) тенгламани қуйидаги кўринишда ёзиш мумкин
, (21)

бу ерда .

Киритма сатҳидаги заряд ташувчиларни ионизация қилувчи энергияни қуйидаги муносабатдан аниқлаш мумкин
. (22)
8-расмда киритма сатҳининг жойлашиш чуқурлиги (21) Ɛ_М (тўлқин узунликнинг чегаравий қийматини аниқлайдиган λ_гр) билан минимал ёрқинлик шартини (8) ҳисобга олиб, қайд этиладиган нур қувватининг чегаравий қиймати (17) ва минимал токнинг чегаравий қиймати (9) ёки заряд ташувчиларнинг минимал концентрацияси (14) орасидаги боғлиқлик компенсация даражаси (M – m_T)нинг ҳар хил қийматлари учун келтирилган. Графикдан кўринадики, тасвирни ҳосил қиладиган соҳа мураккаб формага эга.


J_пр(Ɛ_М) боғлиқликнинг горизонтал қисмидан кўриниб турибдики, берилган температурада киритма сатҳидаги заряд ташувчилар бутунлай ионизация қилинган, шунинг учун ёруғлик орқали ионизация қилинадиган заряд ташувчиларнинг талаб этиладиган қиймати ёруғликнинг энг катта қийматида ҳам таъминланмайди, яъни ёрқинлик (контрастлик) шарти бажарилмайди. Киритма сатҳи энергиясининг камайиши билан ёруғликнинг чегаравий қиймати (J_пр)ни ортиши, термодинамик мувозанатдаги заряд ташувчилар концентрациясининг n_T кўпайиши, ва ниҳоят, тасвирни қайд этадиган муҳитнинг сезгирлигини ва тасвир ёрқинлиги (кратност α)ни таъминлаш учун талаб этиладиган, термодинамик мувозанатсиз холатдаги концентрациясининг n_С камайиши билан изоҳланади. Бу соҳадаги J_пр(Ɛ_М)-боғлиқлик компенсация (M – m_T) даражасига боғлиқ бўлмайди. Графикнинг кейинги бориши мутлоқ бошқача. Электр майдон кучланганлигининг максимал қиймати (Е_max)ни (19) ва минимал ток қийматининг пасайиши (9), талаб этиладиган минимал заряд q_min миқдорини (минимал заряд ташувчилар n_min концентрациясини) таъминлаш учун керак бўладиган ёруғлик интенсивлиги (J_пр)ни кўпайтирилишини талаб этади. Расмдан кўриниб турибдики, ушбу соҳада (J_пр)нинг қийматини, электр майдон кучланганлиги (Е_max)нинг максимал қийматини (бу холатда монополяр инжекция бошланади) яримўтказгични компенсация қилиш йўли билан ўзгартириб, 2, 3, 4-графиклар билан чегаралаш мумкин.
8-расмда ҳар хил температуралар ва тасвирни қайд этувчи муҳитнинг сезгирлигини таъминлайдиган қайд этиладиган минимал ток (j_min)нинг учта қиймати учун J_пр(Ɛ_М)-боғлиқлик ҳам келтирилган. Расмдан кўринадики, температуранинг пасайиши билан тасвир хосил қилинадиган соҳа нур жадаллигининг чегаравий қиймати (J_пр)ни камайиши томон силжиб боради. Яна эътироф этиладики, қайд этиладиган ток қийматининг камайиши нур жадаллигининг чегаравий қиймати (J_пр)ни камайишига олиб келади.
9-расмда нур жадаллигининг чегаравий қиймати (J_пр)ни Ферми сатҳининг жойлашишига J_пр(n_T) (мувозанатдаги заряд ташувчилар концентрациясига) боғлиқлиги, қайд этиладиган минимал ток (j_min)нинг ҳар хил қийматлари учун, келтирилган. Кўриниб турибдики, J_пр(n_T)-боғлиқлик мураккаб характерга эга. n_T > 10⁸ см^-3 (графикнинг А-қисми) соҳада (8) муносабат мутлоқ бажарилади. Ферми сатҳи заряд ташувчилар эмиттерланадиган сатҳдан юқорида бўлганда заряд ташувчиларнинг яшаш вақти жуда кичик, ва бунда, J_пр чексизликка интилади.
Этироф этиш мумкинки, графикнинг В-қисмида (мувозанатдаги заряд ташувчилар концентрацияси n_T)нинг камайиши билан қиймат J_пр, электр майдон кучланганлигининг чегаравий Е_max қийматини камайиши ҳисобига ортиб боради. Эътиборимизни 1- ва 2-графикларга қаратамиз. Қайд этиладиган токнинг чегаравий қийматлари, мос холда, қуйидаги қийматларга тенг 1 – j_min = 10^-2 А/см² и 2 – j_min = 10^-2 А/см². Термодинамик мувозанатдаги заряд ташувчилар концентрацияси n_T (10^-6 см^-3)дан (10⁶ см^-3)гача бўлганда, J_пр чексизликка интилади. Бунда электр майдон кучланганлигининг чегаравий қиймати Е_max, ва ниҳоят, газ разряди ячейкасидаги ток шунчалик камки, юқоридаги токлар миқдорини (1 – j_min и 2 – j_min) таъминлайдиган фотоэлектронлар концентрацияси хосил бўлмайди, шунинг учун нур жадаллиги чексизликка интилади. Графикнинг С-қисмида нур қувватининг чегаравий J_пр қиймати, электр майдон кучланганлиги Е_max миқдорининг ортиши ва (n_T)нинг камайиши ҳисобига, камаяди. Графикнинг D-қисмида эмиттирлаш сатҳининг кичик (M >> m_T) мувозанатли тўлдирилиш холати амал қилади, эмиттирланган заряд ташувчиларнинг яшаш вақтлари τ доимий ва нур қувватининг чегаравий қиймати J_пр (мувозанатдаги заряд ташувчилар концентрацияси (n_T)га, яъни Ферми сатҳига боғлиқ эмас. Графикнинг F-қисмида талаб этиладиган минимал j_min ток қиймати учун фотоконцентрация (n_c)га боғлиқ бўлган нур жадаллигининг чегаравий J_пр қиймати ортади. Графикнинг кейинги К-қисмида, эмиттер сатҳнинг термодинамик мувозанат холатидаги тўлдирилиши шунчалик камки, (n_T)нинг кичик қийматида нур жадаллигининг хеч бир қиймати, минимал n_C + n_T > j_min ток учун заряд ташувчилар концентрациясини таъминлаб бера олмайди, ва бунда, J_пр чексизликка интилади.

Координата J_ПР(T)ларда (17) формула қайд этиладиган нур қувватининг чегаравий қийматини температурага боғлиқлигини хосил қилиб беради. Бу борада олиб борилган тадқиқотлардан шу нарса маълим бўлдики, нур қувватининг чегаравий қиймати маълум температура интервалида кичик ўзгаришга эга бўлади. Бу хол тасвир ўзгартиргичлар, айниқса ПФИК учун анча қилайлик туғдиради, чунки қурилма, параметрларнинг чегаравий қийматларида барқарорлик ва ишончлилик касб этади.

ХУЛОСА
Si ва GaAs фотоэлектродли газ разряди ячейкасидаги фотоэлектрик жараёнларни ўрганишдаги тадқиқотлар асосида қуйидаги хулосалар қилинди:

1. 
   Ўрганилган адабиётлар манбаларидан шундай хулоса қилиш мумкинки, газ разрядли ячейка ҳусусиятлари ва ушбу ноёб объектда рўй берадиган физик жараёнларнинг табиати инженерлар ва олимлар томонидан жадал суръатда ўрганилмоқда. Лекин, ҳозирги даврда ушбу диссертация ишигача ажратиш қобилияти 8 чизиқ/мм бўлган юқори фотографик сезгирликга эга фотоқабулқилгичлар ҳамда юқори эффектив квант чиқишли газ разряди асосидаги фотографик камера яратилмаганлиги аниқланди.
   
2. 
   Биринчи бўлиб, хром билан компенсация қилинган полуизолятор арсенид галлийдан (хона температурасида) ва платина билан легирланган кремнийдан иборат (суюқ азот температурасида) яримўтказгичли электродга эга газ разряди ячейкасида, босимнинг кенг интервали учун ёнишнинг барқарор соҳасини электродлар орасидаги газ оралиғининг қалинлигига ва ёруғлик жадаллигига боғлиқлиги тизимли тадқиқ этилди, илк бор газ ёниши барқарор бўлганда газ разряди қалинлигининг ортиб боришида кучланиш тушувининг диапазони қисқариши ва газ ёнишининг барқарор соҳаси босим пастроқ бўлган томонга силжиши аниқланди.
   
3. 
   Илк бор яримўтказгичли электроднинг қаршилиги кам бўлганда газнинг барқарор ёнишини издан чиқишига сабаб бўлувчи асосий механизм, разрядли оралиқда электр майдонининг биржинслилигини бузадиган ҳамда қоронғу таунсенд разрядини биқсима разрядга ўтказадиган хажмий зарядлар эканлиги ва яримўтказгичли электроднинг қаршилиги катта бўлганда, разряднинг бир текис ҳамда барқарор ёнишини издан чиқишининг механизми, яримўтказгич ўтказувчанлигига ионизацияловчи таъсир этадиган разряднинг ўзи эканлиги аниқланди.
   

4. 
   Илк бор полузолятор арсенид галлий ва платина билан легирланган кремний электродлар бўлган газ разрядли ячейкадаги газ оралиғи 10-100 мкм бўлганда фототок зичлиги 10^-9А/см² диапазонда ўрнатилдики, бунда термоэлектр совутгич температурасидан суюқ азот температурасигача ишчи режим бўлиши исботланди.
   
5. 
   Илк бор газ разрядли ячейкада қайд этиладиган чегаравий нур қувватининг Ферми сатҳига ҳамда температурага боғлиқликлари назарий асосланди ва экспериментда тасдиқланди, олинган графикларда температурага боғлиқ бўлмаган участка борлиги аниқланди, бу суюқ азот ва ўта тез оқадиган гелий билан совутиладиган мукаммал яримўтказгичли фотографик камеранинг конструкциясини яратиш имконини берди.
   
6. 
   Илк бор λ = 1.4÷4.2 мкм спектрал диапазон учун ишчи эмиттори платинадан иборат киритмали легирланган кремний ва λ = 2.4÷6.9 мкм спектрал диапазон учун олтингугурт билан легирланган кремний фотоқабулқилгичлари яратилди ва синовдан ўтказилди, шу билан бирга олдиндан аниқ берилган компенсацияли легирлаш технологияси қўлга киритилди. Концентрацияси 10¹⁹ см^-3 ва қалинлиги 2÷3 мкм бўлган, контакт қилинганда ток ўтказадиган омик қатлам, бор ва фосфорларни диффузия қилиш усулида яратилди.
   
7. 
   Илк бор газ разрядли ячейкада экспериментал аниқланган автоэлектрон токнинг Фаулера-Нордгейм формуласи орқали назарий хисобланган натижаларга мослиги исботланди, λ = 1.4÷4.2 мкм спектрал диапазон учун ишчи эмиттори платинадан иборат киритмали легирланган кремний ва λ = 2.4÷6.9 мкм спектрал диапазон учун олтингугурт билан легирланган кремнийдан иборат икки хил фотоқабулқилгичда фотоэлектрик гистерезис ходисасига боғлиқ бўлган фотографик эффект ўрнатилди, бу эса фотоэлектрик гистерезис ходисасини қонуний характерга эга эканлигини исботлаб берди.
   
8. 
   Илк бор тадқиқ этиладиган объектадаги биржинсли бўлмаган электрик нуқсонлар чизиқли ўлчамидан катта бўлган тўлқин узунликли электромагнит нурда умумий кўринишдаги тасвир олиш ўрганилди, бунинг натижасида чиқишдаги кўзга кўринувчи тасвир, ўзгартирувчи муҳит – барқарорлашган газ разряди қўлланилганда, оптик диапазонда хосил қилинди.
   
9. 
   Илк бор газ разрядли планар ячейка асосида ультратовуш диапазонидаги кучланишларда тасвирни қайд этадиган қурилма яратилди, у электрон-оптик ўзгартиргич орқали 1000 марта кучайтиришни таминлаб берди.