Yarimo’tkazgichlarning asosiy xossalari

|
Yarimo’tkazgichlarning asosiy xossalari
|
bet | 71/119 | Sana | 14.06.2024 | Hajmi | 4,04 Mb. | | #263652 | Turi | Учебник |
Bog'liq 21558 2 CDEAD1DE360DB13C9B7A03EFD7ECBD40E7F94F1FYarimo’tkazgichlarning asosiy xossalari. Uzoq vaqtlargacha fizikada eng qiziqarli masala — bu mikrodunyo va makrokosmosni tadqiq qilishdan iborat deb
hisoblanardi. Aynan shu sohalarda bizni qurshagan dunyoning tuzilishini izohlashga oid eng muhim fundamental savollarga javoblar topishga harakat qilinardi. Mana endi tadqiqotlrning uchinchi fronti vujudga keldi — qattiq jismlarni o’rganishga kirishildi.
O’zlarining elektron xossalari bo’yicha qattiq jismlar metallarga, dielektriklarga va yarimo’tkazgichlarga ajraladi. Bundan tashqari, past temperaturalarda maxsus o’ta o’tkazuvchanlik holati mavjud bo’lib, bu holatda elektr tokiga qarshilik nolga teng bo’ladi.
Mikrozarralarning harakati kvant mexanika qonunlariga bo’ysunadi. Masalan, atomdagi bog’langan elektronlarda energiya faqat aniq kvantlangan qiymatlar olishi mumkin. Qattiq jismda bu energiya sathlari taqiqlangan energiya sohalari bilan ajralgan zonalarga uyushadi. Pauli prinsipiga ko’ra, elektronlar pastki sathda yig’ilib qolmay, turli energiya sathlarida joylashadi. Buning natijasida zonadagi barcha energiya sathlari to’ldirilishi mumkin. Bunday qattiq jism dielektrik bo’ladi. Bundagi elektron energiyasini faqat birdaniga eng oxirgi kattalikkacha (taqiqlangan soha kengligicha, yoki, odatda aytilishicha energiya tirqishigacha) o’zgartirish mumkin. Shuning uchun dielektrikdagi elektronlar elektr maydonida tezlasha olmaydi va nolinchi temperaturada (issiqlik uyg’otishlar bo’lmaganda) o’tkazuvchanlik nolga teng bo’ladi (qarshilik cheksizdir).
Metallarda, aksincha, energiyaning yuqorigi to’lgan sathi zona ichida yotadi, elektronlar energiyasi deyarli uzluksiz o’zgarishi mumkin va elektr maydon tok hosil qiladi. Elektronlarning maydon bo’ylab tartiblangan harakatiga intensiv tartibsiz harakat qo’shiladi. Elektronlarning maksimal energiyasi ularning konsentratsiyasi bilan belgilanadi. Tipik metallarda bu kattalik elektron-volt tartibidadir. Bu energiyaga mos temperatura ~ K. Shu sababli, hatto absolyut nolda ham metalldagi elektronlarning bir qismi keskin harakatlanadi va g’oyat yuqori effektli temperaturaga ega bo’ladi.
Yarimo’tkazgich — kichik energiya tirqishiga ega bo’lgan dielektrik. Issiqlik harakati elektronlarni erkin zonaga (uni to’lgan valent zonadan farqli ravishda o’tkazuvchanlik zonasi deyiladi) “uloqtirib” chiqargandan so’ng, u yerda ular elektr maydonda tezlashadi. Shu sababli, odatda yarimo’tkazgichlar temperaturaga keskin bog’liq bo’lgan kichik o’tkazuvchanlikka ega bo’ladi. Yarimo’tkazgich o’tkazuvchanligiga, shuningdek, maxsus kirishmalar kiritish orqali ta’sir ko’rsatish mumkin. Yarimo’tkazgich kristallar murakkab elektron yarimo’tkazgich asboblar, jumladan integral sxemalar deb ataladigan asboblar yaratish imkonini beradi. Hozirgi paytda shunday integratsiya darajasiga erishilganki, millionlab alohida elementlar 1 yuzada joylashishi mumkin. Bunday qurilma xuddi yagona kristallni hosil qiladi va shuning uchun ham texnikaning yangi sohasini bejiz qattiq jism elektronikasi deyishmaydi.
Qattiq jism qanchalik murakkab tuzilgan bo’lsa, kollektiv effektni oshkor qilish shunchalik qiyindir. Organik qattiq jismlar, ayniqsa, murakkab tuzilgan bo’lsalarda, ularda ham muayyan struktura mavjud. Bu yerda tartiblanish qanday vujudga keladi — u qanday kollektiv xossalarga olib keladi, bu savollar hali javobini kutadi. Biroq jonli tabiat sirlarini tushunib olishning kaliti aynan shu yo’lda yotganligi ayondir.
|
| |