1-mavzu. Yarimo’tkazgichlarda yorug’likning xususiy yutilishi. Zonalararo to’g’ri o’tishlar. Zonalararo noto’g’ri o’tishlar. Yorug’likning yarim o'tkazgichlarda yutilishi

1-mavzu. Yarimo’tkazgichlarda yorug’likning xususiy yutilishi. Zonalararo to’g’ri o’tishlar. Zonalararo noto’g’ri o’tishlar.

Yorug’likning yarim o'tkazgichlarda yutilishi
Yarimo'tkazgich moddalar yorug’lik ta’siriga juda sezgir bo'ladi, chunki ularda yutilgan (umuman aytganda elektromagnit nurlanish) energiyasi evaziga zaryad tashuvchilar zichligi va xarakatchanligi ancha o'zgarishi, birmuncha ajoyib hodisalar yuz berishi mumkin. Ana shu hodisalar zaminida juda ko’p asboblar, murakkab qurilmalar tayyorlanadi, ular fan va texnikaning, sanoatning turli sohalarida va insonlarning kundalik turmushida keng qo'llanilmoqda.
Modda sirtiga tushayotgan yorug’likning, umuman aytganda, bir qismi qaytadi, bir qismi yutiladi va yana bir qismi o’tib ketishi mumkin. Bizni yorug’likning moddada yutilayotgan qismi qiziqtiradi.
Yorug’likning moddada yutilishi quyidagi Buger — Lambert qonuniga bo’ysunadi:

– moddaga tushayotgan yorug’lik intensivligi, – moddadan chiqayotgan yorug’lik intensivligi, α – yutilish koeffitsiyenti, modda qalinligi.
Yorug’lik deganda biz elektromagnit nurlanishning ko’zga ko’rinadigan va ko’rinmaydigan soxalarini nazarda tutamiz.
Yorug’likning bir necha yutilish hollarini qarab o’taylik.
1. Yorug’likning xususiy yoki asosiy yutilishi — bunda yutilgan foton energiyasi hisobiga elektronning valent zonadan o’tkazuvchanlik zonasiga o’tib olishi (zonalararo o’tish) (1-rasm, 1) sodir bo’ladi. Bunday yutilish tufayli bitta o'tkazuvchanlik elektroni va bitta kovak (elektron-kovak jufti) hosil bo’ladi. Bunday yutilish yuz berishi uchun foton energiyasi yarim o'tkazgichning taqiqlangan zonasi kengligidan katta bo’lmogi zarur:
Kremniyda xususiy yutilish elektromagnit nurlanishning ko’zga ko’rinadigan va xatto infraqizil sohalarida kuzatiladi, chunki ga to’g’ri keladi , bu esa infraqizil sohadir.


2. Yoruglikning kirishmalar tomonidan yutilishi – bunda yutilgan foton evaziga elektronning kirishma atomidan o’tkazuvchanlik zonasiga yoki valent zonadan kirishma satxiga o’tishi sodir bo’ladi (1-rasm, 2). Bunday yutilish yuz berishi uchun foton energiyasi kirishmaning ionlanish energiyasidan kattaroq bo’lishi zarur: Bu energiya taqiqlangan zona kengligidan kichik , xatto , binobarin, bu yutilish infraqizil sohada yuz berishi mumkin. Zaryad tashuvchilar hosil qilmaydigan kirishmaviy yutilish ham bor.
3. Yorug’likni erkin zaryad tashuvchilar tomonidan yutilishi — yorug’lik tulqini elektr maydoni ta’sirida zaryad tashuvchilar majburan tebranadi, bu hodisa elektromagnit nurlanish energiyasi yutilishi evaziga yuz beradi (1-rasm, 3).
4. Yorug’likning kristall panjaraning tebranishlari tomonidan yutilishi — bunda yorug’lik energiyasi evaziga panjara tebranishlari (muvozanatiy tebranishlarga qo’shimcha ravishda) uyg’otiladi.
5. Eksiton yutilish — bunda yorug’lik energiyasi hisobiga o’zaro bog’langan elektron — kovak jufti (gantel) hosil buladi (1-rasm, 4).
6. Yorug’likning zonalar ichida yutilishi — zonalari murakkab tuzilishga ega bo'lgan yarim o’tkazgichlarda elektron (kovak) - yutilgan foton energiyasi hisobiga mazkur zona ichida bir holatdan yuqoriroq boshqa holatga o’tadi.
7. Yorug’likni elektron – kovak plazmasi yutishi — bu hodisada elektronlar va kovaklar to’plamidan iborat plazma o’z energiya spektriga mos yoruglikni yutadi, qo’shimcha plazmaviy tebranishlar paydo bo’ladi.
Biz yuqorida yorug’lik yutilishining eng ko’p uchraydigan, muhim bir necha hollarini ko’rib o’tdik. Ammo, kristallarda yorug’likni yutuvchi ko’p markazlar (nuqsonlar) mavjud.
Shuni ta’kidlab o’tish kerakki, yutilish spektri asosiy modda atomlari holatini o’zgartiradigan barcha omillarga (temperaturaga, legirlash darajasiga, bosimga, magnit, elektr maydonlarga va hokazolarga) bog’liq bo’ladi.

Eslatma: EKSITON – yarim o‘tkazgich yoki dielektrik kristall hajmida ko‘chib yuruvchi, ammo elektr zaryadi va massa ko‘chishiga bog‘liq bo‘lmagan elektronning uyg‘onishiga mos kelgan kvazi zarra.