Metall - metall kontakti - 9-Ma’ruza yarim o’tkazgichlar xususiy va kirishmali yarim o’tkazgichlar Reja

|
9-Ma’ruza yarim o’tkazgichlar xususiy va kirishmali yarim o’tkazgichlar Reja
|
bet | 8/12 | Sana | 29.05.2024 | Hajmi | 1,2 Mb. | | #256337 |
Bog'liq Мa\'ruza 9. Ярим ўтказгичларMetall - metall kontakti
Energetik diagrammalari 251 - rasmda keltirilgan ikki metallni yaqinlashishida sodir bo’ladigan jarayonlarni ko’rib chiqamiz. Ajratilgan holatda bu metallardagi elektron gazlar va – ximiyaviy potentsiallar bilan xarakterlanadi. Elektronlarning termodinamik chiqish ishlari va ga tengdir.
251 – rasm. Ikkita ajratilgan metallning energetik diagrammalari
Termoelektron emissiya orqali elektronlar bilan effektiv almashish mumkin bo’lgan yoki to’g’ridan - to’g’ri bir - biriga elektronlar o’tishi mumkin bo’lgan d – masofaga metallarni bir-biriga yaqinlashtiramiz.
Kontakt o’rnatilgandan so’ng boshlang’ich momentda, ( va ) – ximiyaviy potentsiallar har xil balandlikda bo’lgani uchun ikkinchi metall elektron gazi birinchi metall elektron gazi bilan muvozanatda bo’lmaydi (252 - rasm).
252 – rasm.Metall – metall kontaktining energetik diagrammasi
Fermi sathlari farqi ( - ) mavjudligi ikkinchi metalldan birinchisiga imtiyozli elektron o’tishi hosil bo’lishiga olib keladi. Bu holda birinchi metall manfiy, ikkinchisi esa musbat zaryadlanadi. Bu zaryadlarning hosil bo’lishi o’z navbatida metallar energetik sathlarini siljishiga olib keladi: manfiy zaryadlangan 1 - o’tkazgichda barcha sathlar oldingi holatga nisbatan yuqoriga ko’tariladi, 2 - metallda esa pastga tushadi. Bu jarayonni oson tasavvur etish mumkin: zaryadlanmagan metalldagi nol sathdan manfiy zaryadlangan metallning nol sathiga elektronni o’tkazish uchun ga teng ish sarflash kerak. Bu bajarilgan ish elektron potentsial energiyasining ortishiga olib keladi. Xuddi shu sababga ko’ra, musbat zaryadlangan metallning nol sathi zaryadlamagan metallning nol sathidan pastga tushadi.
Asta - sekin 1 - metallning ko’tarilayotgan ximiyaviy potentsial sathi va 2 - metallning pasayotgan – ximiyaviy potentsiali sathi bir balandlikka to’g’ri kelganda 2 - metalldan 1 -metallga elektronlarning imtiyozli o’tishi yo’qolaboradi va ikkala metallar orasida muvozanat holati vujudga keladi. Bu holatda metallarning nol sathlari orasida Vk – kontakt potentsiallar farqi paydo bo’ladi:
, (9.1)
Bu potentsiallar farqi tashqi kontakt potentsiallar farqi deb ataladi, u metallarning chiqish ishlarini farqiga to’g’ri proportsionaldir. Chiqish ishi kam bo’lgan metall elektronlari chiqish ishi katta bo’lgan metallga o’ta boshlaydilar.
Metallarni to’g’ridan - to’g’ri tutashishida 2 - metalldan 1 -metallga elektronlarning yo’naltirilgan diffuziyasi paydo bo’ladi, bu holda ichki kontakt potentsiallar farqi hosil bo’ladi:
, (9.2)
Muvozanat o’rnatilgandan so’ng metallarda tok zichligi nolga teng
bo’lganligi uchun, Om qonuniga asosan , Ye – elektr maydon metall qalinligi bo’yicha xar bir nuqtada nolga teng bo’ladi. Ammo metallar kontakti chegarasida d – yupqa qatlamga ichki kontakt potentsiallar farqining hammasi joylashgan bo’ladi (253 - rasm).
253 – rasm. Ikkita metall tutashganda ichki kontakt potentsiallar farqining hosil bo’lishi
Qo’sh elektr qatlamining qalinligi bo’yicha – potentsial sakrashga o’xshab o’zgaradi. Shu qatlamning qalinligini hisoblab ko’ramiz.
Qo’sh elektr qatlami yassi kondensatorga o’xshaydi, d – uning qalinligi, qoplamalaridagi zaryadni Q orqali belgilasak, potentsiallar farqi ga teng bo’ladi. Qoplamalarning yuzasi 1 m2, dielektrik singdiruvchanligi bo’lgan yassi kondensatorning sig’imi quyidagiga teng:
,
bu yerdan ga ega bo’lamiz.
Qo’sh qatlamning qalinligi panjara parametridan kichik bo’lmaydi, ya’ni , Vi = 1V bo’lganda 2 - metall qatlamining 1m2 yuzasidan 1-metallga o’tadigan zaryad miqdori quyidagiga teng bo’ladi:
Bu holda, sirtdagi zaryadlar kontsentratsiyasi
ga teng bo’ladi. Ammo real sharoitda metallning 1m2 yuzasida 1019 atom bor, shuning uchun, n10 = 1019m-2. ni bilan taqqoslasak, qo’sh elektr qatlami hosil bo’lishi uchun, qalinligi bo’lgan metall sirtidagi elektronlarning faqat oqib o’tar ekan.
Elektron gaz kontsentratsiyasining kontakt qatlamida bunday sezilmaydigan o’zgarishi bu qatlamning elektr o’tkazuvchanligini sezilarni o’zgartirmaydi.
|
| |