|
11-mavzu. Yarim o‘tkazgichlardagi sirt energetik sathlari.
Kristall kesilgandan so’ng sirtdagi atomlarning ayrimlari ionlashgan, ayrimlari neytral holatda bo’ladi. Bizga yaxshi ma’lum, har qanday ionlashgan atom ushbu holda uzoq turolmaydi, ya’ni 10-3 -10-4 sek. vatq o’tgach atrofdagi atmosfera - muhit bilan o’zaro ta’sirlashib, sirtda ma’lum o’lchamli qatlam hosil bo’ladi va u elektr jihatdan betaraflashadi.
Sirt xodisalari xaqidagi fan o’z ichiga juda ko’p masalalarni oladi. Xar bir
modda ikki muhitni ajratib turuvchi chegaraga ega . bu chegaraning fizik kimyoviy
xossalarini o’rganish juda keng soxadagi o’z ichiga oladi shuning uchun
qaralayotgan masalalarni aniq yo’nalishini belgilab olish zarur ushbu qo’llanmada
yarim o’tgazgixchlar fizikasi texnologiyasini keltirish bilan birga gaz va qattiq
jisim orasidagi fizik jarayonlar xamda sirtli tadqit qilishning asosiy metodlari
keltirilgan.
Ideal sirt tushunchasi faqat qattiq jisim yoki suyuq moddalarning ichki
xossalarini o’rganishda ma’noga ega xaqiqatda esa u bunday ko’rinishda tabiatda
uchraydi agar sirtning muhit bilan kantaktini qarasak, u xolda ko’pxchilik xodisa
va jarayonlarga duch kelamiz.
Bular adsorbsiya , kataliz ,bug’lanish , kondelsatsiya , diffuziya, va boshqa
jarayon va xodisalar quidagi fazalar chegarasida ro’y beradi : Gaz-qattiq jisim,
Gaz-suyuqlik, suyuqlik-suyuqlik, suyuqlik- qattiq jisim, qattiq jisim-qattiq jisim.
Ushbu fizik kim’yoviy jarayonlarda sirtning ro’li juda katta . sirt qattiq jisim va
suyuqlik xossalarini shakillanishida sezilarli tasir qilishi mumkun . masalan magnit
singduruvchanligi, mustaxkamligi plastikligi va boshqalar.
Shuni nazarga olish kerakki, cheklangan kristallda uning sirtida energetik spektrni va sirt sohasidagi zaryad tashuvchilarning konsentrasiyasini o’zgartiradigan o’ziga xos energetik holatlar yuzaga keladi.
Kristall chegarasidagi potensial maydonning yarim o’tkazgich xossalariga ta’sirini tahlil qilib, I.Ye.Tamm 1932 yildayoq u yarim o’tkazgichning taqiqlangan zonasida ruxsat etilgan energetik sathlarning yuzaga kelishiga olib kelishini ko’rsatgan edi. Bu sathlar faqat sirtga xos bo’lib, ularni egallagan elektronlar (energiyasini o’zgartirmay) kristall ichkarisiga o’ta olmaydi. Shuning uchun bunday sathlar sirt sathlari yoki Tamm sathlari deb ataladi. Tamm sathlari ruxsat etilgan zonalardagi mavjud sathlar soniga qo’shimcha sathlar emas va mos ruxsat etilgan zonalardan ajralib chiqqan sathlar hisoblanadi. Tamm sathlarining konsentrasiyasi kristallning sirt atomlari konsentrasiyasi bilan belgilanadi, ya’ni 1018-1019 m-2 tartibidagi miqdorga teng. Energetik diagrammadagi joylashish o’rniga ko’ra ular donor, akseptor sathlari yoki rekombinasiya markazlari bo’lib namoyon bo’ladi.
Tamm sathlari kristall sirti ideal toza va bir jinsli bo’lganida ham, kristallning sirt oldi qatlamlaridagi elektron gaz holatiga jiddiy ta’sir ko’rsatadi. Real yarim o’tkazgich sirtida doimo dislokasiyalar, vakansiyalar va b. tipdagi ancha –muncha nuqsonlar mavjud bo’ladi. Bu nuqsonlar ham yarim o’tkazgichning energetik diagrammasiga sirt energetik sathlarini kiritadi va ular taqiqlangan zonada joylashishi mumkin. Kristall nisbatan yuqori vakuum sharoitida bo’lsa ham, uning sirtida doimo begona moddaning qandaydir miqdorda adsorbsiyalangan atomlari bo’ladi. Nazariy tahlilning ko’rsatishicha, ma’lum sharoitlarda adsobsiyalangan atom o’zini kirishma kabi tutadi, ya’ni energetik diagrammaga mahalliy sath kiritadi.Taqiqlangan zona chegarasida uning joylashuvi kristall panjaraning va adsorbsiyalangan atomning xarakterlari bilan belgilanadi. Bundan tashqari, u adsorbsiyalangan atom bilan sirt orasidagi masofaga ham bog’liq. Bu masofa ortishi bilan sath yuqoriga ko’tariladi va cheksizlikda o’tkazuvchanlik zonasiga “singib” ketadi. Tamm sathlaridan farqli strukturaviy nuqsonlar va adsorbsiyalangan atomlardan yuzaga kelgan sirt sathlarining konsentrasiyasi nuqsonlar va adsobsiyalangan atomlar soni o’zgarganda o’zgarishi mumkin. Yuqori konsentrasiyalarda sirt sathlari zonalarga birikib ketishi mumkin.
Do'stlaringiz bilan baham: |
