Mavzu: Nanoelektronika asboblari

Mavzu: Nanoelektronika asboblari
QAYTA TOPSHIRISH
Fan:
Elektron asboblar integral shemalar
Mavzu:
Nanoelektronika asboblari
Bajardi: Norqulov Abror
Guruh:170-20-LTO
Nanoelektronika asboblari
Elektron qurilm alar 1958-yilda mikroelektron integral ko‘rinishda-
IM Slar ko‘rinishida yaratilgandan boshlab m ikroelektronika davri
boshlandi. Bunda «mikro» qo‘shimchasi tranzistorlar oMchamlari
sezilarli darajada kichiklashganini anglatar edi. A slida esa IM Slar
mikroolam obyektlari - atom va m olekulalarga nisbatan «makro-
asbob»ligicha qolaverdi.
M ikrosxemalami ikkita afzalligi: narxi arzonligi va yuqori tezkor-
likka egaligi bor edi. Ikkala afzallik ham m iniatyurizatsiya (oMchamlami
kichiklashtirish) natijasi edi. M ikroelektronikaning keyingi rivoji
tranzistorlar oich am larin i uzluksiz kichiklashuvi bilan bogMiq.
1999-yildan boshlab fazoviy koordinatalam ing biri bo‘ylab
tranzistom ing oMchami bir necha o ‘n nm ga (1 nm =10'9 m) kamaydi,
y a’ni mikroelektronika o ‘m iga nanoelektronika keldi. T a’riflam ing
bittasiga m uvofiq
nanoelektronika
oMchamlari 0,1-^100 nm gacha
boMgan yarimoMkazgich tuzilm alar elektronikasidir.
M ikro va nanoelektronika asboblarida axborot signallar va
energiyani o ‘zgartirish jarayonlari elektronlar harakati hisobiga yoki
ulam ing bevosita qatnashishi hisobiga am alga oshadi. M a’lumki,
elektronlar va boshqa m ikrozarrachalar harakati nazariyasi boMib kvant
mexanikasi xizm at qiladi. K vant mexanikasi qonunlariga muvofiq
elektron zarracha boMaturib, toMqinga o ‘xshaydi. Lekin m ikroelektro
nika asboblarda elektronning toMqin tabiatidan kelib chiqadigan kvant
effektlar shunchalik kichikki, elektronning harakati klassik m exanika
qonunlari chegarasida ifodalanadi.
Elektronlam ing toMqin tabiatidan kelib chiquvchi fizik hodisalar
o ‘zlarini nanoelektronika asboblarida toMiq nam oyon etadi. Bunday
hodisalarga oMchamli kvantlash, elektron toMqinlar interferensiyasi,
potensial to ‘siqlar (baryerlar) orqali tunnellashuv kiradi. K vant mexani-
kasiga muvofiq s tezlik bilan harakatlanayotgan
m
massali zarrachalar
bilan
de Broyl to ilqinlari
tarqalishi bogMiq. De Broyl toMqinlarining
uzunligi quyidagi form ula yordam ida topiladi:
Masalan, bir volt tezlatuvchi potensial ta ’sirida boMgan elektron
toMqin uzunligi 12,25-1 O'8 sm li toMqin bilan xarakterlanadi. Elektron
352
tezligi qanchalik katta bo‘lsa, uni xarakterlovchi toMqin shunchalik
kichik boMadi. Elektron harakatlanishi davom ida kristall panjara bilan
to ‘qnashadi. T o‘qnashishlar orasidagi r 0 vaqt davom ida u toMqin
uzunligi Ax = 5r0 boMgan de Broyl toMqinlarini uzluksiz tarqatadi (13.6-
rasm).
Bu yerda, 5 - elektronning o ‘rtacha tezligi. O datda Ax oraliqda bir
necha o ‘n
X
yotadi. Shuning uchun zarra koordinatasi Ax aniqlikda
topilishi m umkin (Geyzenberg noaniqligi). Bunda uning berilgan joyda
aniqlanish ehtimolligi haqidagina so‘z yuritish mumkin.
z JC
13.6-rasm. Uzilgan sinusoida.
Elem entar zarrachalar harakatining toMqin nazariyasini E. Shredin-
ger yaratdi. Ushbu nazariyaga muvofiq bir oMchamli holatda
W
energi-
yali m ikrozarrachaning
U
potensial energiyali maydondagi harakati
Shredinger tenglamasi bilan ifodalanadi
f ! £ +£ S V - u v = o .
(13.2)
d x
ti
Bu yerda,
U -
koordinatalar va vaqtga bogMiq funksiya, u teskari
ishora bilan olingan kuchlanganlik maydoni potensialiga teng,
W
-
zarrachaning toMiq energiyasi. Shredinger tenglamasi psi - funksiyani,
y a’ni alohida olingan elektron fazoning turli nuqtalarida boMish
ehtim olligini aniqlash imkonini beradi. Psi - funksiya nanoelement-
lam ing asosiy xarakteristikasidir. U bogMangan tizimlar, y a’ni zarracha-
lari m a’lum chegaradan chiqmaydigan (atomdagi yoki kristalldagi
elektronlar) tizim lam ing statsionar holati haqida toMiq m a’lumotga ega.
M asalan, (13.2) tenglam a va psi - funksiyaga qo‘yiladigan shartlardan
energiyaning kvantlanish qoidalari bevosita kelib chiqadi. BogMangan
tizim lam ing statsionar holati faqat
|