Fizikaviy elektronika

1.1.  Atom va molekulalarning sirtiy ionlashishi 

Kirish qismida aytib o’tilganidek sirtiy ionlashish hodisasi sirtiy ionlashish 

darajasi 

α

  va  sirtiy  ionlashish  koefitsienti 

β

  kabi  kattaliklar  yordamida 

xarakterlanadi [1]. 

  Sirtiy  ionlashish  darajasi 

α

,  sirtdan  desorbsiyalanayotgan  zaryadlangan 

zarrachalar  oqimining,  sirtdan  desorbsiyalanayotgan  neytral  zarrachalar  oqimiga 

nisbati bilan aniqlanuvchi kattalikdir: 

                                              

                                                                   (1.1) 

   

 Sirtiy ionlashish koefitsienti esa sirtdan desorbsiyalanayotgan zaryadlangan 

zarrachalar  oqimining  sirtga  kelib  tushayotgan  zarrachalar  oqimiga  nisbati  bilan 

aniqlanadi. 

                                            

                                                               (1.2) 

(1.1)  va  (1.2)  ifodalardan  ko’rinadiki,  sirtiy  ionlashish  koefitsienti  bilan  ishlash 

sirtiy  ionlashish  darajasi  bilan  ishlashdan  ko’ra  birmuncha  qulay,  chunki  neytral 

zarrachalar oqimini xisoblash ma’lum qiyinchiliklar tug’diradi. Statsionar holatda 

sirtga  tushayotgan  zarrachalar  oqimi  va  sirtdan  chiqayotgan  zarrachalar  oqimlari 

o’zaro teng. 

                                          

  

Bundan foydalansak sirtiy ionlashish darajasi va koefitsienti orasidagi bog’lanishni 

aniqlashimiz mumkin: 

             

      ;

                                               (1.3) 

---

 

 

 

 

                            1.1-rasm.

 

   bog’lanish grafigi 

---

 

Bu α kattalik 

0

 dan   gacha, 

β

- koefitsient esa 0 dan 1 gacha o’zgaradi. 

  

bog’lanish grafigi 1.1-rasmda keltirilgan. 

Sirtiy ionlashish darajasi Saxa-Lengmyur tenglamasi orqali aniqlanadi[1:2] 

                                

                                        (1.4) 

Bu  yerda 

  –  qattiq  jismning 

T

  temperaturasida  zaryadlangan  va  neytral 

zarrachalar holatlari statistik yig’indilari nisbati, 

e

-elektronning zaryadi,  -sirtdan 

elektronlarning  chiqish  ishi, 

V

-sirtga  tushayotgn  zarrachalarning  ionlashish 

potensiali, 

k

-Boltsman  doimiysi, 

E

-tashqi  elektr  maydon  kuchlanganligi  bo’lib, 

Saxa-Lengmyur  tenglamasi  o’rinli  agarda 

  bo’lsa,  T-emitter 

temperaturasi. 

   Umumiy holda ionlar toki quyidagicha aniqlanadi: 

                   

                               (1.5) 

Bu  yerda  S-ionlar  desorbsiyalanadigan  emitter  yuzasi, 

-  zarrachalarning  

emitter    sirtidan  qaytish  koefitsienti.  Zaryadlangan      zarrachalarni  tortib  olish 

tashqi elektr maydoni yordamida amalga oshiriladi. 

          Bu  holda  sirtga  adsorbsiyalanayotgan  zarrachalar  qattiq  jism  sirtining 

termoemission 

xususiyatlarini 

o’zgartirmaydi 

deb 

xisoblanadi, 

ya’ni 

adsorbsiyalanayotgan atomlar bilan qoplanish darajasi 

 

    

Sirtiy  ionlashish  darajasi  ifodasidan  foydalansak  (Saxa-Lengmyur 

tenglamasidan) ionlar toki ifodasi quyidagi ko’rinishda yoziladi: 

                                      

                                                (1.6) 

---

 

Olingan  ifodadan  ko’rinadiki,  sirtiy  ionlashish  jarayoni  chiqish  ishi  va 

zarrachalarning ionlashish potensiali orasidagi munosabatga bog’liq bo’lar ekan. 

 

       1.2-rasm.  Bo’sag’a  temperaturasi  sohasida  ion  tokining  temperaturaga 

bog’liqligi 

j=j(T) 

 

---

 

    

Agar  

V

   shart bajarilsa, u holda ionlar tokining temperaturaga 

bog’liqligi 

                          

                                              (1.7) 

Formula  yordamida  aniqlanadi.  Bu  ifodadan  ko’rinadiki,  agar  eksponenta 

ko’rsatkichi manfiy bo’lsa, yani  

V

  u holda   (tok zichligi)

 

temperaturada kamayadi. (1.2-rasm).

  

 

 

Tok zichligining maksimal qiymati emitter temperaturasi 

T=0

 da kuzatiladi. 

Lekin  yetarlicha  katta  temperaturalarda  sirtning  adsorbsiyalanayotgan  zarralar 

bilan  qoplanish  darajasi  ortishi  tufayli 

  sirtdan  elektronlarning  chiqish    ishi 

o’zgaradi.  Ionlashish  potensiali  kichik  bo’lgan  zarralar  qattiq  jism  sirtiga 

tushganda (masalan Cs  

) 

 chiqish ishi kamayadi va natijada sirtiy 

ionlashish  koefitsienti

 

  va  tok  zichligi    j  temperatura  pasayishi  bilan  (T  dan 

 

gacha)  keskin  kamayadi. 

  temperaturaga  bo’sag’a  temperaturasi  deyiladi. 

Tajribalarning  ko’rsatishicha  bo’sag’a  temperaturasi 

  ionlarni  tezlashtiruvchi   

elektr maydon  kuchlanganligi  va   sirtga kelib tushayotgan zarrachalar oqimiga 

bog’liq bo’lar  ekan. 

                       

 

 

 

---