B. A. Nazarbayeva

4.3

 

Pyezoelektrik, piroelektrik va Xoll effekti.  

Zeebek va Peltye effekti 

 

Pyezoelektrik    effekt. 

Pyezoelektrik  effekt  kristall  materialga  mexanik 

kuchlanishlar qo‘yilganda unda elektr zaryadari hosil bo‘lishidan iborat bo‘ladi. Bu 

hodisa kvars (kimyoviy formulasi SiO

2

) kabi tabiiy kristallar, qutblangan keramik 

materiallar  va  ba’zi  bir  polimerlarda,  masalan,  poliviniliden  ftoridda  kuzatiladi. 

Aytishlaricha,  pyezoelektrik  materiallar  ferroelektrik  xususiyatlarga  ega  bo‘ladi. 

Pyezo

  so‘zi  bosimni  bildiradigan  grekcha 

piezen 

so‘zidan  olingan.  Aka-uka 

Kyurilar  kvarsda  pyezoelektrik  effektni  1880  yilda  kashf  qilganlar,  biroq  bu 

kashfiyot uzoq vaqt deyarli hech qanday qo‘llanilishga ega bo‘lmagan. Faqat 1917 

yilga  kelibgina  fransuz  professori  P.  Langevin  kvars  plastinkasining 

x

-qirqimidan 

---

152 

 

suvda  tovush  to‘lqinlarini  qo‘zg‘atish  va  detektorlash  uchun  foydalangan.  Uning 

kashfiyoti gidrolokatorning yaratilishiga olib kelgan. 

1927  yilda  A.  Meysner  pyezoelektrik  effektni  tushuntirish  uchun 

soddalashtirilgan  modelni  taklif  qilgan.  Bu  modelda  kvars  kristalli  Si  atomlari  va 

juftlashgan  O

2 

atomlaridan  tashkil  topgan  elementar  yacheykalar  ko‘rinishida 

taqdim  qilingan.  Kvars  kristalli 

x

, 

y

  va 

z 

o‘qlar  bo‘ylab  qirqimlarga  ega.  4.7- 

rasmda 

z 

o‘q  bo‘ylab  ko‘ndalang  kesim  ko‘rsatilgan.  Elementar  monokristall 

yacheykaga  uchta  kremniy  atomi  va  oltita  kislorod  atomi  kiradi.  Har  bir  kremniy 

atomi  to‘rttadan  musbat  zaryadga  ega,  kislorod  atomlarining  har  bir  juftligi  esa  – 

to‘rttadan  manfiy  zaryadga  ega  (har  bir  atomga  ikkitadan).  Shu  sababli  mexanik 

kuchlanishlar  qo‘yilmaganda  kvars  yacheykasi  elektr  jihatidan  neytral  bo‘lib 

hisoblanadi. 

x

  o‘q  bo‘ylab 

G‘

x

  tashqi  kuch  qo‘yilganda  kristall  panjara 

deformatsiyalanadi.  Oldingi  mavzuda  bosuvchi  kuch  qanday  qilib  kristallning 

atomlarini  shunday  siljitishi  ko‘rsatilgandi,  bunda  kremniyning  musbat  atomi 

panjaraning  bir  tomoniga  ko‘chadi,  kislorod  atomlarining  manfiy  zaryalangan 

juftligi  esa  –  panjaraning  boshqa  tomoniga  ko‘chadi.  Natijada 

u

  o‘q  bo‘ylab 

zaryadlarning qayta taqsimlanishi kuzatiladi. Agar kristall 

x

 o‘q bo‘ylab cho‘zilsa 

(4.7D-  rasm),  cho‘zish  deformatsiyasi  natijasida  zaryadlar 

u

  o‘q  bo‘ylab  qarama-

qarshi  yo‘nalishda  qayta  taqsimlanadi.  Bu  soddalashtirilgan  model  kristall 

materialning  yuzasida  qo‘yilgan  mexanik  ta’sirga  javob  tariqasida  qanday  qilib 

elektr  zaryadlari  hosil  bo‘lishi  mumkinligini  ko‘rsatadi.  Bunday  tushuntirishni 

xuddi shu bo‘limda tasvirlangan piroelektrik effektga ham berish mumkin. 

Elektr  zaryadlarini  kristallga  to‘plash  uchun  qirqimning  qarama-qarshi 

tomonlariga  elektrodlar  mahkamlanadi  (4.8-rasm).  Shu  tariqa  qurilgan 

pyezoelektrik  datchikni  kondensator  deb  hisoblash  mumkin,  unda  dielektrik 

sifatida  elektrodlarda 

V

  elektr  kuchlanishi  paydo  bo‘lishiga  olib  keladigan  elektr 

zaryadlari  generatori  sifatida  ishlaydigan  kristallning  o‘zi  chiqadi.  Garchi  zaryad 

faqatgina  kuch  qo‘yilgan  joylarda  shakllansada,  metall  elektrodlar  kondensatorni 

tanlanmalikdan  mahrum  qilish  bilan  zaryadlarni  o‘zlarining  butun  yuzasi  bo‘ylab 

tekislaydi,  biroq,  agar  elektrodlarning  formasi  murakkablashtirilsa,  konkret 

---

153 

 

elektrodlarning  signallarini  detektorlash  bilan  tashqi  kuch  qo‘yilgan  joyni  aniq 

topish mumkin. 

 

 

 

4.7-rasm. Kvars kristallining pyezoelektrik effekti 

 

Pyezoelektrik  effekt  qaytar  fizikaviy  jarayon  bo‘lib  hisoblanadi.  bu  shuni 

bildiradiki,  kristallga  qo‘yilgan  elektr  kuchlanishi  mexanik  deformatsiya  paydo 

bo‘lishiga  olib  keladi.  Agar  kristallga  bir  nechta  elektrodlar  joylashtirilsa  va 

ulardan  bir  juftiga  kuchlanish  berilsa,  qolgan  elektrodlar  juftliklarida  vujudga 

kelgan  deformatsiya  natijasida  shakllangan  zaryadlar  to‘planadi.  Bunday  usuldan 

pyezoelektrik qayta shakllantirgichlarning har xil tiplarida keng foydalaniladi.