I bob qattiq jismlar 1-§. Qattiq jismlarning fizikasida asosiy tushunchalar

 
X. bob  Nano o‘lchamli yarim o‘tkazgichlar fizikasi 
Kirish 
 
Nano  o‗lchamli  materiallar  deganimizda  o‗lchamlari  bir  nanometrdan  (10
-9
m) 
bir necha yuz nanometrga teng bo‗lgan materiallar tushuniladi. Bunday materiallarni 
yaratish  va  o‗rganishdan  fan  va  texnikaga  nima  yangilik  kutiladi  va  ular  qaysi 
sohalarda ishlatilishi mumkin? Bu savollarga ilmiyasoslangan javob berishdan oldin 
qisqacha shuni aytish mumkin: materiallarning o‗lchovlari nano o‗lchamlarga yetgan 
holatda  ularning  fundamental 
parametrlari 
ya‘ni  yarim  o‗tkazgich 
materiallarda 
taqiqlangan soha 
kengligi,
 tok tashuvchilar harakatchanligi, 
elektronlarni hosil qilgan 
energetik  sathlari
 va boshqa  asosiy  xossalari  juda 
keskin o‗zgaradi.
  Bu 
degani
  nano 
o‗lchamli 
kremniy  bo‗lib  qolsada,  o‗zining  elektrofizik  parametrlari  bilan 
butunlay 
yangi material xossalariga ega bo‗ladi.  
      
 
 
 
 
1-  Kremniy  (Si)  materialining  ta‘qiqlangan  sohasi 
kengligining uning o‗lchovlariga bog‗liqligi.  
 
10-1  rasmda  kremniy  materialining  o‗lchovlarini  kamaytirilib  nano  o‗lchamli 
holatlarga kelganda uning ta‘qiqlangan soha kengligi uning o‗lchomlariga bog‗liqligi 
tajriba  natijalari  keltirilgan.  Ko‗rib  turibdiki  kremniy  moddasining  uchchala 
o‗lchovlari  (0D)  yoki  ikki  o‗lchovi  (1D)  yoki  bir  o‗lchovi  nanoo‗lchamlarga 
yaqinlashganda kremniyning ta‘qiqlangan soha kengligi ikki yarim marta oshar ekan. 
Endi bu modda atom tarkibi bo‗yincha kremniy bo‗lib qolsa ham uchchala o‗lchamlar 
nano materiallarga yaqinlashgada u fizik xossalari bilan umuman boshqa kremniyga 
aylanib  qolar  ekan.  Yoki  2-rasmdagi  CdS  va  Oltin  kristallining  o‗lchamlari 
nanometrlarga  yaqinlashganda  uning  erish  harorati  bir  necha  yuz  graduslarga 
kamayib  ketar  ekan.  Demak  moddalarning  shu  jumladan  yarim  o‗tkazgich 
moddalarning  o‗lchamlarini  nanometrlarga  kamaytirib  borish  yo‗li  bilan  ularning 
fundamental  xossalarini  boshqarish  va  yangi  xossaga  ega  bo‗lgan  materiallar 
 
     
8 
6 
4 
2 
1 
2 
3 
E
g
 (eV) 
0D 
1D 
2D 
Si 
 
d(nm) 
 
E
g
 

---

 
185 
imkoniyati mavjud. Demak, bundan juda muhim ikkita masala chiqadi ya‘ni bunday 
materiallarning  xossalarni  o‗rganish  fanda  yangi  nanofizika  yo‘nalishini  yaratishga 
olib  kelsa,  ikkinchidan  bunday  materiallarni  yaratish  va  ularning  o‗lchamlarini 
boshqarish  yangi  nanotexnologiya  faniga  asos  solinadi.  Masalaning  ikkinchi  tomoni 
bo‘lgan  bular  asosda  nanoo‗lchamli  qurilmalar  va  asboblar  yaratish  bu  yanada 
murakkab  va  o‗ta  muhim  bo‘lgan    nanoelektronika    yo‗nalishini    rivojiga    olib  
keladi.  
       
 
CdS 
 
d(nm)
 
1
 
2
 
3
 
4
 
800 
 
1200 
 
1600 
 
I
m
(K) 
T
m
bulk 
           
 
100 
200 
300 
0 
800 
900 
1000 
1100 
1200 
1300 
Diametr, Å 
Har
o
rat,
 K
 
 
                                         a)                                                                           b) 
10.2-rasm.a)  CdS  kristalining  erish  haroratining  uning  o‗lchovlariga  bo‗g‗liqligi,  b) 
Oltin nanozarralarining erish haroratini uning diametriga bog‘liqligi (10 Å = 1 nm). 
Nano  o‗lchamli  materiallar tarkibini,  tuzilishini  va  shunga  mos  o‗lchashlarini 
boshqarish  asosida  yangi  fan  yo‗nalishi  nano  muxandislik  shakllanadi.  Yaratilgan 
nanoo‗lchamli  moddalar  tuzilishi  va  tarkibini  o‗rganishga  imkon  beradigan  – 
nanospektraskopiya  yo‗nalishi  asosida  tubdan  yangi  qurilmalar  kasf  etilmoqda. 
Quyida  bu  sohadagi  yangi  yo‗nalishlar  va  ularning  asoslari  haqidagi  ma‘lumotlar 
keltirildi.