Rasm 2.6 - Мундарижа

|
Мундарижа
|
bet | 16/20 | Sana | 15.07.2024 | Hajmi | 2,12 Mb. | | #267675 |
Bog'liq mustaqil ish (no41)Rasm 2.6. Pezoelektrik yarim otkazgichli epitaksal plenkalarni binar birikmalarni noizotermik epitaksiya usuli bilan kop qatlamli qilib ostirish usuli.
Noizotermik epitaksiya usuli. Usulning asosiy goyasi malum bir haroratda pezoelektrik yarim otkazgichning kristaliga kontaktlar ornatish maqsadida malum erituvchi yordamida eritmasi tayyorlanib olinadi va u tuyintirish holiga olib kelinadi. Songra ostirish uchun olingan taglik bilan eritma kontaktga keltiriladi va asta-sekinlik bilan malum tezlikda sovitiladi (2.6-Rasm)
Natijada eritmadagi pezoelektrik yarim otkazgichli material qatlami taglik ustiga uni tuzilmasini takrorlab osadi. Etarli qalinlikka ega qatlam olingandan song eritma taglik ustidan olib tashlanadi va osish toxtatiladi. Songra qurilma uy haroratiga qadar sovitiladi. Bu usul bilan oddiy (Si,Ge) dan boshlab (Bi12GeO20 va Bi12SiO20) birikmali materiallarni olish mumkin.
2.2 Yarim otkazgichli kristallarning optik va elektrik xususiyatlari.
Elektronika elementlari asosan yarim otkazgichli materiallar asosida tayyorlanadi. SHuning uchun elektronika elementi optik va fotoelektrik xususiyatlarini bilish yarim otkazgich materiallar tuzilishini ularning metallar va dielektrik materiallardan farqini va yarim otkazgich materiallar uchun bevosita asosiy bolgan xususiyatlarni organishini taqozo etadi.
Qattiq jismlar hosil bolishini yarim otkazgich materiallar misolida elektron nazariyasi nuqtai nazaridan korib otamiz. Qattiq jism hosil bolishi jarayonida, atomlarning bir-biriga nisbatan yaqinlashishi shu darajagacha boradiki, natijada tashqi qobiqdagi elektronlarning umumlashishi hosil boladi. Atomdagi alohida elektronlarning yakka ayrim orbitalari orniga umumlashgan kollektiv orbitalar hosil boladi va atomdagi qobiqchalar sohalarga birlashadi hamda ular umuman kristallga tegishli bolib qoladi. Elektronlar harakatining xarakteri mutlaq ozgaradi, malum atomda va malum energetik sathda joylashgan elektronlar energiyasini ozgartirmasdan shu energetik sathdagi boshqa qoshni atomga otish imkoniyatiga ega boladi va binobarin, elektronlarni kristallda erkin siljishi kuzatiladi.
Kristallning izolyasiya holatidagi barcha atomlarning ichki qobiqlari elektronlar bilan tola boladi. Faqat eng yuqoridagi ayrim sathlardan iborat valent elektronlari joylashgan sohadagina sathlar tolaligicha egallanmagan boladi. Kristallning elektr otkazuvchanligi, optik va boshqa xususiyatlari asosan valent sohasining toldirilish darajasiga va undan yuqoridagi sohagacha bolgan energetik masofa bilan aniqlanadi va unga otkazuvchanlik sohasi deyiladi. Issiqlik va optik qozgatilish hisobiga otkazuvchanlik sohasiga valent sohadan elektronlar otishi va elektr tokini otkazishda ishtirok qilishi mumkin. Valent sohasida hosil bolgan bosh orinlarga elektronlarning kochishi, unga qarama-qarshi bolgan musbat zaryadlarning harakatini hosil qiladi va bu zaryadlarga teshiklar deyiladi.
Dielektriklar deb, valent sohasi toldirilgan va bu sohadan keyingi otkazuvchanlik sohagacha bolgan energetik masofa nisbatan katta bolgan moddalarga aytiladi.
Metallar esa boshqacha tuzilishga egadir. Ularda valent sohasi qisman toldirilgan boladi yoki u keyingi soha otkazuvchanlik sohasi bilan kirishgan boladi.
Agar moddaning valent sohasi tolaligicha egallanmagan bolsayu, ammo otkazuvchanlik sohasigacha bolgan energetik masofa nisbatan kichik (2 eV dan kamroq) bolsa, bunday moddalar yarim otkazgichlar deyiladi. YArim otkazgichlar xususiyatlari xususan elektr otkazuvchanligi tashqi muhitga, ayniqsa xususiyatlari xususan elektr otkazuvchanligi tashqi muhitga, ayniqsa haroratga bogliq boladi. Harorat (T) ning ortishi elektronlar miqdorining valent v aotkazuvchanlik sohasiga otishida tok tashuvchilarning eksponensial ravishda kopayishiga va elektr otkazuvchanlikning ( )
(1)
tenglamaga asosan ozgarishiga olib keladi Bu erda k Bolsman doimiysi, A moddani xarakterlovchi ozgarmas kattalik.
Metallarning elektr otkazuvchanligi erkin elektronlar konsentratsiyasi ozgarmas bolganligi tufayli elektronlar haraktchanligining haroratga bogliqligi bilan aniqlanadi va haroratning ortishi bilan asta-sekin kamayadi
YUqoridagi tenglamani logarifmlab quyidagi ifodani hosil qilamiz.
(2)
Bu tenglamani yarim logarifmik koordinitalarda grafik ravishda ko‘rsatish mumkin. Hosil bo‘lgan to‘g‘ri chiziq va uning φ burchak tangansi yarim o‘tkazgich materiallarning asosiy parametri bo‘lgan, ta’qiqlangan soha kengligi ni aniqlaydi. Ta’kidlash lozimki, qiya to‘g‘ri chiziq, ya’ni elektr otkazuvchanlik logarifmik ga bogliq ravishda ozgarishi faqat toza kirishmalardan holi, xususiy otkazuvchanlikka ega bolgan materiallar uchungina shunday korinishga ega.
Kirishmaviy yarim otkazgichlarda ning dan boglanishi murakkab bolib, u ikkita qiya togri chiziqdan iborat bolishi mumkin va bir-biri bilan gorizontal qism orqali tutashgan boladi. Past haroratli sharoitda olchash natijasida olingan tenglamadan hosil qilingan qiya togri chiziq tangensi yordamida kirishmalarning taqiqlangan sohada joylashgan energetik sathlari holatini aniqlash mumkin. YUqori haroratli sharoitda olingan hollarda esa yarim otkazgich materiallarning taqiqlangan sohasi kattaligini, yani Eg ni aniqlash mumkin.
Elektronika elementi tayyorlashda yoruglik nurlanishining yarim otkazgich material bilan ozaro tasiri, fotonlar energiyasini materialdagi elektronlarda yutilishi va chiqishi jarayonlari muhim ahamiyatga egadir.
Kvant mexanikasida elementar zarrachalar, shu jumladan elektronlar ham tolqin xossalariga ham ega deb qaraladi. SHuning uchun elementar zarrachalar harakatini organishda energiya (E) va impuls (R) bilan bir qatorda, ularning tolqin uzunliklari takrorlanuvchanligi va tolqin vektori , (h Plank doimiysi) ham ishlatiladi. Bu erda va ga teng. Kristallning sohali tuzilmasini E K diagrammalar bilan tasvirlash mumkin. Bu erda energiya elektron-voltlarda (eV) tolqin vektori K kristall panjara doimiysi qismlarida korsatiladi. SHu bilan birga K oqda korsatkichlar yordamida kristall panjaraning yonalishi korsatiladi. E K diagrammasi vositasida sohalararo otishlarning yarim otkazgich materialdagi harakteri va jumladan otishning «togri» yoki «togrimas» ligini aniqlash mumkin.
Optik yutilishni olchanishidan aniqlangan Eg ning kattaligi, kopincha yarim otkazgich materialdagi erkin zaryad tashuvchilaring konsentratsiyasiga, haroratga va kirishmalar energetik sathlarining taqiqlangan sohada mavjudligiga bogliq boladi. Agar otkazuchanlik sohasi tubidagi va valent soha ustidagi holatlar zaryad tashuvchilar bilan toldirilgan bolsa, u holda krishmali yarim otkazgich materiallar uchun Eg sof xususiy materialga tegishli qiymatidan kattaroq bolishi mumkin. Agar kirishmalar hosil qilgan soha eng yaqin ruxsat etilgan soha chegarasi bilan birlashib ketsa (masalan, kop miqdordagi kirishmalar kiritilgandagi kuzatiladigan holat), u holda Eg kamayadi. Eg ning bunday kamayishi asosiy yutilish chegarasiga tasir qiladi.
YArim otkazgich materialda yutilish koeffitsienti odatda tolqin energiyasining masofada e marotaba kamayishi orqali aniqlanadi va u
dan topiladi. Bu erda N yarim otkazgich materialda chuqurlikka kirgan fotonlar oqimining zichligi, N0 material sirtini kesib otuvchi fotonlar oqimining zichligi.
|
| |