Fizikaviy elektronika

                      Quyidagi farazlarni amalga oshiramiz: 

   

1)  Qoplanish  darajasi  kichik  bo’lganda 

ionlarning  desorbsiya 

issiqligi 

  ortadi,  neytral  zarrachalar  desorbsiyasi  issiqligi 

  esa    ortishi  bilan 

chiziqli  qonuniyat  bo’yicha  kamayadi.  Seziy  uchun  volfram  sirtida  adsorbsiya  

holida 

  va 

 

bog’lanish  grafiklari  [2;3]  ishlarda  olingan  va  ular  1.3-

rasmda keltirilgan. 

Elektromusbat  elementlarning  adsorbsiyalangan  atomlari  vaqt  bo’yicha 

o’rtacha  musbat  zaryadga  ega  bo’ladi   

  .  Bu  zaryadlar  o’zlarining 

ko’zgu  tasvirlari  bilan  birgalashib  sirtda  ikkilamchi  elektr  qatlamini  hosil  qiladi. 

Bu esa o’z navbatida chiqish ishini kamaytiradi. Chiqish  ishining 

 sirtning 

qoplanish darajasiga bog’liqligi kichik  

 

  larda chiziqli o’zgaradi , ya’ni bu holda 

ham dipollarning elektrostatik ta’siri dipol momentlariga yetarli tasir ko’rsatmaydi. 

---

 

 

 

             1.3-rasm.            

 va 

 bog’lanish grafiklari: Cs W. 

 

 

                                                         

---

 

     2) 

 holida   

 va      kattaliklar 

 

 va   ga bog’liq bo’ladi. U     holda                   

                                   

(1.10)

 

      

 

Bu  yerda 

, 

va   

    =0

    va 

  bo’lgan  holdagi 

desorbsiya    issiqliklari,   

    va   

 

    va 

 

0

    bo’lgan  holdagi 

desorbsiya    issiqligi. 

    bo’lgan  sharoitda       

   

 

   va                                                

     

  ;  

 

                           (1.11) 

 va 

 

  -  musbat kattaliklar 

Yuqoridagi farazlarni e’tiborga olsak (1.8) ifoda quyidagi ko’rinishni oladi:                   

      (1.12) 

Bu  tenglama  tajribalarda  kuzatiladigan  bo’sag’a  temperatura  sohasida    sirtiy 

ionlashish hodisasini tushuntirish imkonini beradi. (1.3-rasm).  

Bo’sag’a temperaturasi  

  ning sirtga tushayotgan zarrachalar oqimi    va 

 

(

  ga bog’liqligi [3-5]  ishlarda keltirilgan. 

  yoki  

 

  

  bo’lgan holda (1.12) ifodadagi  ikkinchi  qo’shiluvchi  

hisobga  olinmasligi  mumkin. Bu  hol  

  temperaturalar uchun  

  bog’lanish  

grafigi  maksimumi  uchun o’rinlidir.  Bu  nuqtalarda 

 

  kichik  deb  hisoblasak  

   va  amalda  

  

 va     ga  kuchsiz   bog’liq   desak  (1.12)  ifoda  

asosida  quyidagini  yozishimiz  mumkin: 

 

---

 

 

1)

 

 bo’lganda 

 

                  

(1.13)

 

bu  ifoda   

      ionlar    toki    va     

      o’rtasidagi      bog’lanishni    beradi

.         

   va  

   aniq  belgilangan  qiymatlar   

 

    

   

                                 

 

      

                                     (1.14) 

munosabat   

    ning            ga    bog’lanishini    beradi.    Bu  yerda   

   

 

  

bo’lgandagi bo’sag’a temperaturasi.  

Sirtiy  ionlashishning  bo’sag’a  temperaturalari   sohasidagi   gisterezis  sifat  

jihatdan  [6]  ishda  tushuntirib  berilgan. 

[7-8]  ishlarda  tajriba  natijalariga  ko’ra  (12)  ifoda  tahlil  qilingan. 1.4- rasmda  

ionlar    va    neytral    atomlar    uchun                       

          

va       

      kattaliklarning     

      ga    bog’lanish   

grafiklari keltirilgan. 

1.4-rasmdagi    yaxlit    chiziqlar 

 

 

      desorbsiya  

izotermasi.    Grafikdan    ko’rinadiki, 

    ionlari    desorbsiyasi        ortishi    bilan  

ortadi  va  

   da  maksimumdan  o’tib  

   da  nolgacha  tushadi.  

  atomlar  desorbsiya  tezligi  esa  

  da  yetarlicha  kam,  lekin      

ortishi  bilan  ortadi.  

---

 

 

 .

 

 

   

---

 

   1.4-rasm. 

 

    desorbsiya    tezliklarining   

      ga  

bog’lanish            grafiklari:  

 

 

  izoterma  ikkita  ekstermal  qiymatlarga  ega  bo’ladi  

 

  va     

  

larda. Desorbsiya  izotermasining  bunday  o’zgarishlari  bo’sag’a  sohasida  

(

)

  

ion    tokining    keskin  uzilishlarini    tushuntirib    beradi.  Haqiqatdan    ham  ,    qattiq  

jism    sirtiga    statsionar    zarrachalar    oqimi    tushayotgan    bo’lsin.  U    holda    bu  

oqimga  sirt  qoplanishining  

, 

, 

  qiymatlari  mos  tushadiki,  bular  uchun  

T    izoterma    temperaturasida   

    desorbsiya    tezligi    sirtga    tushayotgan  

zarrachalar  oqimiga  teng .    

  

va   

  adsorbsiya    qatlamidagi    turg’un    holatlarga    mos    keladi. 

Oraliqdagi  

 qoplanish  darajasi  turg’unmas.  Haqiqatdan  ham 

 

)

  ning har  

qanday    qalqishi    (o’zgarishi)   

ning    ortishi    va   

 

    turg’un    muvozanat  

holatiga  o’tishi  yoki    

 ning  keskin  kamayishi  va   

  qoplanish  darajasiga  

o’tishiga  olib  keladi.  Statsionarlik  sharti  qaralayotgan  atomlar  oqimi     sirtga  

tushayotganda  faqatgina   

va 

 

  qoplanish  darajalaridagina  o’rinli  bo’ladi.  

Birinchi  holda  asosan  ion  holida  desorbsiyalanish  kuzatilasa, ikkinchi  holda  

desorbsiya  asosan  neytral  holatda  bo’ladi. 

        

      qoplanish    darajalari    oraliqlarida    statsionarlik    shartlari  

bajarilmaydi     

  qoplanish    darajasi   

    dan

  ga    o’tishda    vaqt  

bo’yicha    shunday    o’zgaradiki,    bu    holda   

    shart 

bajariladi. Bu  holda  sirtdan  ion  tokining  vaqtga  bog’lanishlari  kelib  chiqadi, 

ya’ni  vaqt  bo’yicha  tok  qiymati  o’zgarib  turadi.  

---

 

    

ν

  va 

    ν

  sharoitlarda,  har  bir  hol  uchun  faqatgina  bitta  

turg’un    qoplanish    darajasi    mavjud:  birinchisida    asosan  ion    holida  

desorbsiyalansa,  ikkinchisida  atom  holida desorbsiyalanadi. 

 

Odatda    ionlar    tokining    temperaturaga    bog’liqligi    yo    temperaturani  

pasayishi  yoki  temperaturani  asta  sekin  oshirish  orqali  o’rganiladi.  Birinchi  

holda     

    da    ionlar    toki    o’zining    maksimal    qiymatidan    biror    kichik  

qiymatgacha  tushadi ( bu  birinchi  bo’sag’a  temperaturasi ),  ikkinchi  holda  esa 

    temperaturada    uzilish    sodir    bo’ladi  (ikkinchi    bo’sag’a    temperaturasi).  Bu  

bo’sag’a  temperaturalarini  tushuntirish    uchun  quyidagi    1.5-rasmdagi 

izotermalardan  foydalanamiz. Sirtga  tushayotgan  zarrachalar  oqimi  

ν

 berilgan.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

---

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

                         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       

                    1.5-rasm

.  

 ni     ga  bog’lanish grafigi  izotermalarda 

---

 

 

 

 

 

          Xayolan    adsorbsiya      temperaturasini   

  dan   

    gacha    tushiraylik. 

  

izoterma    faqatgina    bitta   

    turg’un    holatiga    mos    keladi    va    bu    yerda  

desorbsiya  asosan  ionlar  ko’rinishida  sodir  bo’ladi. 

 dan  

  gacha  bo’lgan  

temperatura  intervaliga  qoplanish  darajasining  ikkita  turg’un  holati 

 va

 

mos    keladi,  lekin 

  dan

    ga    o’tishda   

T

    temperaturaning    pasayishi  

kuzatilmaydi. 

T

    temperatura     

    gacha    kamaysa    qoplanish    darajasi 

 

dan  

 gacha  uzilib  ortadi.  

 da  asosan  ion  holidagi  desorbsiya  bo’lsa,  

 da  

atomlar  holida va  ionlar  toki 

 

  dan  biror  kichik  qiymatlarga  tushadi.  Bu  

holda  

 (birinchi  bo’sag’a  temperaturasi). 

          Endi    temperaturani   

T

    dan    boshlab    oshiramiz.    Qoplanish  

darajasi    yuqoriligicha    qolib    asta-sekin    kamaya    boradi    va   

  

temperaturada  

  izoterma minimumida   

 qiymatga  teng  bo’ladi. 

ν

  ning  bu  

qiymatida 

      izotermada    faqat    bitta     

    turg’un    qoplanish    darajasi    mos  

keladi    va    bunda    asosan    ion    holidagi    desorbsiya    kuzatiladi.

        

(  ikkinchi    bo’sag’a    temperaturasi  )  da    qoplanish    darajasi   

  dan

    gacha  

kamayadi,    ion    toki    esa    o’zining    maksimal    qiymatigacha    ortadi.    Bu 

sharoitlarda   

,   yani   bo’sag’a  temperaturasi  sohasida  ionlar  tokining  

temperaturaga  bog’liqligida  gisterezis  kuzatiladi. 

---

 

          Shunday    qilib,   

 

va     

    bo’sag’a    temperaturalarda    sirtni    qoplanish  

darajasi    desorbsiya    izotermalari    maksimumi    va    minimumida    mos    ravishda  

 

    va 

  ga   teng   bo’ladi.   Temperaturaning    yuqori    qiymatlarida    izotermada  

egilishlar   paydo   bo’ladi   va 

 

    da        

    izoterma    monoton   o’sadi.  

Demak, 

 da  gisterezis  kuzatiladi, 

  da  gisterezis  yo’q.  

 

temperaturaga  gisterezis  yo’qolishi  kritik  temperaturasi  deyiladi. 

           

    va 

    larning    ixtiyoriy    izoterma    uchun  ekstermal    qiymatlari  

    yoki   

      shartlardan    foydalanib    topiladi.    Statsionarlik  

munosabatini     bo’yicha  differensiyallab  quyidagini  olamiz: 

      

              (1.15) 

yoki 

     

                 (1.16) 

 bu  yerda    

 ,     a= ,      va        

   

;  

 

 

    va 

    larning  ekstermal    qiymatlari    olingan    transenden    tenglamadan 

topiladi. 

          Bu    tenglama    ekstermal    qoplanish    darajalari     

    va 

  larni    aniq  

qiymatlarini    topish    imkonini    bermaydi.  Lekin  bu    kattaliklar    ba’zi  

soddalashtirishlar  natijasida  keltirib  chiqarilishi   mumkin. 

    desorbsiya    izotermasining    maksimumida 

        nuqtada    desorbsiya 

asosan  ion  ko’rinishda  sodir  bo’ladi       

                       

 

      da       

                                              (1.17) 

---

 

                     

     da

                                     (1.18) 

deb    hisoblash    mumkin    .Bu    yerda   

,

     

    da    esa    ionizatsiya  

bo’sag’asi. 

 

    desorbsiya    izotermasi    minimumida    atomlar    va    ionlar    desorbsiyasi  

tezliklari 

 

bir 

xil, 

ya’ni:     

 

  

    (1.19)          

bu  yerdan   

              

                                (1.20) 

Olingan    (1.20)  -  ifodadan    ko’rinadiki   

  temperaturaga    kuchsiz    bog’liq.                                 

    va 

    larning    qiymatlaridan    foydalanib,    termodesorbsiya    tezliklari   

 

  va   

  larni  bilgan  holda  bo’sag’a  temperaturalari 

 

  va 

  hamda 

 ν

  va   

   kattaliklar  orasidagi  bog’lanishlarni  aniqlash  mumkin. Bu  ishni  birinchi  va  

ikkinchi  bo’sag’a  sohalari  uchun  amalga  oshiramiz. 

          Birinchi    bo’sag’a    sohasi: 

    Ikkita    statsionar    toklar  

qiymatini  

  nuqta  uchun  yozamiz  va  ularning  nisbatini  olamiz : 

                           

                                    

(1.21) 

---

 

bu  yerda   

    va

      -     

      va   

, 

    juftliklari    uchun    bo’sag’a  

temperaturalari.  Bu  olingan  tenglamalarni  quyidagicha  o’zgartirib  yozishimiz  

mumkin 

                                      

 

                                            (1.22) 

Bu  ikki  oxirgi  (1.21) va (1.22)- ifodalar  oldindan  belgilab  qo’yilgan  tok 

 

, 

elektr    maydon    kuchlanganligi   

    va    bo’sag’a    temperaturasi     

    larning  

boshqa    ixtiyoriy   

, 

      va   

    kattaliklar    bilan    bog’lanishini    ko’rsatadi.  

Quyidagi  ikki  hol  alohida  qiziqish  uyg’otadi: 

 ning  

  ga  

  bo’lgan  sharoitlardagi  bog’lanishi.  

Oxirgi  (1.22)- ifodadan. 

                                          

                                              

(1.23) 

Kelib  chiqadi.  Bu  ifoda  

  bo’lgan  hollarda  oldingi  olingan  

natijalar  bilan  mos  keladi. 

 

b)

   va    

   bo’lgan  sharoitlarda  bo’sag’a  temperaturasi   

   

ning     

 

    ga    bog’liqligi.    Bu    hol    uchun    (1.22)-tenglamadan    quyidagi    kelib  

chiqadi.  

                              

                                      (1.24) 

bu    ifoda    ham    yetarlicha    katta    aniqlikda    oldingi    olingan    tajriba    natijalarini  

tasdiqlaydi.  

---

 

          Kompensatsiyalaovchi    maydon   

 

  va    ion    toki         orasidagi    munosabat  

quyidagicha 

                                           

 

 

                                                 (1.25)  

 

          Ikkinchi    bo’sag’a    temperaturasi:   

  

xuddi    birinchi    bo’sag’a    temperaturasini    aniqlashdagi    kabi   

,  

      shoroitda    va    tok    zichligi   

    holi    uchun    toklar    nisbatini  

aniqlaymiz: 

                                       

 

                                                (1.26) 

  ning  qiymatini   qo’ygandan  so’ng  (1.26)-  ifoda  quyidagicha  o’zgaradi: 

                      

                      (1.27) 

Bu  (1.27)-  ifoda   

, 

,  va 

    lar    o’rtasidagi    yetarlicha    murakkab  

bog’lanishdir.  Ba’zi  xususiy  hollarni  qarab  chiqamiz : 

a) 

  

  

(

 

Bu  holda  

                                           

 

                                                (1.28) 

Ifoda  kelib  chiqadi 

---

 

b) 

   

   

 

Bu  holda  

  

  holida  

                           

 

                               (1.29) 

Ifodani    olamiz,    ya’ni    elektr    maydon    kuchlanganligi   

    da  

elektr  maydon  ikkinchi  bo’sag’a  temperaturasiga  deyarli  tasir  qilmas  ekan. 

          Bo’sag’a    temperaturalari    sohasida      temperatura    va    toklar  o’rtasidagi  

bog’lanish.  Statsionarlik    tenglamasidagi    birinchi    qo’shiluvchi      sirtdan  

dessorbsiyalanayotgan   

    zarrachalar    oqimi    zichligini    beradi.  

Adsorbsiyalangan atomlar  bilan  bog’liq  chiqish  ishi  quyidagicha  o’zgaradi 

                                                

  

   

                                                      (1.30) 

U  holda   

                             νβ=

 =

                                     (1.31) 

bu  yerda   

  birlik    sirtdagi      bir    monoqatlamdagi    adsorbsiyalanayotgan 

atomlar  soni. 

          Yuqoridagi    qilingan      ishlar    tahlilidan    kelib    chiqadiki,    bo’sag’a  

temperaturalari    atrofida    sirtiy    ionlashish    hodisasi    yetarlicha    o’rganilmagan,  

bunga    sabab    bu    temperaturalarda    toklarning    vaqt    bo’yicha    muntazam  

o’zgarishi  sodir  bo’ladi  va  qaytariluvchi  statsionar  holatlarni  qarab  chiqish 

yetarlicha  qiyinchiliklar  tug’diradi. 

---

 

          Ko’p    atomli    zarrachalar    adsorbsiya    jarayonida    bu    tajribalar    yanada  

katta  qiyinchiliklar  paydo  qiladi.  Shu  sababli, mazkur  bitiruv  malakaviy  ishda  

bo’sag’a  temperaturalari  sohasida  

  atomlarining  sirtiy  ionlashishi 

 (100)W

  

sirtida    o’rganiladi    va    kelgusida    ko’p    atomli    zarrachalar    adsorbsiyasi  

jarayonlarini  o’rganishga  harakat  qilinadi.