Yarim o’tkazgichlar haqida umumiy ma’lumot Yarim o’tkazgichlarning fizik va kimyoviy xossalar Yarim o’tkazgichda ko’chish hodisalari

U₀ berilsa, muvozanat buziladi va undan tok oqib o‘ta boshlaydi.
Kuchlanish manbaining musbat qutbi p - sohaga, manfiy qutbi esa n - sohaga ulansa, p-n o‘tish to‘g ‘ri ulangan yoki to‘g ‘ri siljitilgan deb

ataladi

2.5. Yarim o’tkazgichlarda atomlar diffuziyasi

Diffuziya va reaksiyalarning mutlaq tezligi nazariyasi Kinetika nazariyasiga asosan diffuziya va parciialanisii yoki kimyoviy birikmalar liosil bo‘iisini reaksiyalari o'rtasida yaqin o'xsiiaslilik bor.

H aqiqatda, AB m olekulaning A vü B atom larga p arch alan ish i {A B ^A + B ) yoki qayta jarayon {A+B-^AB) zarralarning m a’lum reaksiya energetik to ‘sig‘ini engishi orqali amalga oshiriladi. Diffuziyalanuvchi zarraning bir muvozanatli holatidan boshqasiga o'tishi bu zarraning ikkala muvozanatiy holati orasidagi energetik to'siqni engib o'tish bilan bogiiq (4 .1-rasm). Bu hoi diffuziya jarayoni uchun reaksiyalarning m utloq tezligi nazariyasi usulini q o ila b bu nazariyada olingan natijadan diffuzion parametrlarni hisoblash uchun foydalanish mumkin. Reaksiya tezligi nazariyasining asosiy g ‘oyasi quyidagicha. Zarralar sistemasining boshlangich holatdan yakuniy holatga o iish i bilan b o g iiq har qanday jarayon shunday tarzda kechadiki, bunda sistema qandaydir kritik holatdan o'tadi. Bu o'tish holati faollashgan kompleks nomini oigan. Aktivlashtirilgan kom pleksni sodda holda A atom i va BC m olekula o'rtasidagi reaksiyalar misolida ko'rsatish mumkin (4.2-rasm). Tasavvur qilaylik, A va BC yaqinlashuvida almashinish reaksiyasi ro'y beradi: A + B C A B + C . (4.1) Aytaylik, BC m olekulasida yakka atom lar bir-biri bilan kovalent bog'langan, A atom esa bitta toq valent elektronga ega bo'lsin. Í/, bilan sistemaning boshlang'ich potensial energiyasini belgilaymiz. Endi A atominiIKJ molekula bilan yaqinlashtira boshlaymiz. Bunda elektronlarning o ‘zaro la’siri asosida atom lar orasidagi tortishuv BC molekulasida kamayib boradi va A atomi bilan BC molekula o'rtasidagi itarishuv ortadi. Bu hoi sistema potensial energiyasining ortishiga olib keladi. Keyin A va BC orasida masofa muayyan qiymatga etganda sistema kritik holatga keladi, bunda A va B, B va C orasidagi tortishuv va itarishuv kuchlari teng bo'ladi. A va BC ning yanada yaqinlaashuvi A ga B ning tortishishi va C ning itarilishiga olib keladi. Bu jarayon sistemaning potensial energiyasi kamayishi bilan uning Í/, potensial energiyali yangi /IS + C holatiga o'tgunga (|adar davom etadi. 4.1-rasm dan ko'rinishicha, sistema bir holatdan boshqasiga o'tishidan oldin, ya’ni almashinuv reaksiyasigacha, ta ’sirlanuvchi zarralar energetik lo'siq m aksim um iga teng energiyaga ega bo 'lish lari lozim . A-B-C atomlarining maksimum nuqtasidagi joylashuvi faollashtirilgan holat yoki faollashgan kompleksdir. Bu holatda atom lar shunday joylashganki, B yoki A bilan, yoki C bilan bog'lanishi mumkin. A tom larning reaksiya koordinatorlari abssissa o'qi yo'nalishidagi har qanday kichik siljishi sistem ani yoki yakuniy holatga o'tishiga yoki boshlang'ich holatiga qaytishiga olib kelishi mumkin. Potensial egri chiziq maksimumi energiyasi bilan sistemaning boshlang'ich holatidagi energiyasi farqi — shu jarayonning AO faollash energiyasini hosil qiladi. 4 .1 -rasm d an k o 'rin ish ich a, sistemaning qayta o'tishi AU = Ag + AW potensial bar’erni yengib o'tishi bilan bog'liq. Bu yerda A// — bir tom ondan AB+C, boshqa tom ondan A+BC birikmalari orasidagi issiqiik saqlash orasidagi farqi, ya’ni doimiy bosimdagi reaksiya issiqligi. Bunday kimyoviy reaksiya kinetikasi son jihatdan ham baholanishi mumkin. Statistik munosabatlardan foydalanib, faollashtirilgan komplekslar zichligini, ularning o'rtacha yashash vaqtini, faollashtirilgan kompleksning to'siq cho'qqisidan o'tish tezligi bilan aniqlanuvchi reaksiya tezligini, muvozanatiy doimiyni va boshqa m uhim kattaliklarni hisoblab topiladi. M asalan, faollashgan kom plekslar N* zichligi to 's iq ch o 'q q isid a quyidagicha ifodalanishi mumkin: N ' = N f , (4.2) bu yerda N — molekulalarning hajm biriigidagi umumiy soni. Bir o'chlamli xol uchun faqat ilgarilanma harakatning erkinlik darajasi hisobga olinadi, S — kenglikdagi potensial o 'rada harakatlanuvchi zarra energiyasi sathlarto'plam iga ega (4.2-rasm ) bo'lib ular quyidagi tenglikdan topiladi:

bunda: m — zarra massasi, n — imkoniy energetik sathlar soni, h — Plank doimiysi. Taqsimot funksiyasi f bu holda quyidagi integral bilan ifodalanadi:

Bu ifodalardan, reaksiya tezligini ham topish mumkin. M a’lumki, har qanday kimyoviy reaksiya tezligi faollashgan kom plekslarning sig‘im biriigidagi zichligi va potensial to'siq cho'qqisidan o'tish soni bilan aniqlanadi. ö — kenglikdagi to'siq orqali faollashgan komplekslarning o'tish o'rtacha tezligi ^ ni quyidagicha aniqlaymiz:

Bu yerdan faollashgan kompleksning to'siq orqali o'tishining o'rtacha vaqti — faollashgan kompleksning o'rtacha yashash davomiyligi bo'ladi:

Reaksiya tezligi (4.6) ni e ’tiborga oigan holda quyidagicha ifodalanishi iimkin:

I3u y erd a F \ F ^ — fao llash g an kom pleks va t a ’sirlan u v ch i tarkiblovchilarning to 'liq taqsim oti funksiyalarini ifoda etadi. F ning qiymatlari barcha holatlar uchun (ilgarilanma, tebranm a va boshqa harakat turlari) eksponensial ko'paytirgich — sistema holatining boshlang'ich va yakuniy nol sathlar Z Fi ga teng farqini inobatga oladi. (4.13) ni e’tiborga oigan holda, reaksiyalarning nisbiy tezligini

ko'rinishida yozish mumkin.

Reaksiyalarning m utlaq tezligi nazariyasini vakansiya diffuziyasiga ham qo‘llash mumkin, ularni reaksiyada ishtirok etuvchi tarkiblovchilaridan birining kvazi zarralari sifatida ko‘rish mumkin.