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

4.8- rasm. Yarim o’tkazgichlardagi  to’g’ri (a) va noto’g’ri (b) elektron sohalar. 
 
Yorug‘likning  soha-soha  bo‘yicha,  ya‘ni  xususiy  yutilish  (foton  yutilishi 
hisobiga  elektronning  valent  sohasidan  o‘tkazuvchanlik  sohasiga  o‘tishi)  Bunday 
holatda  yutilish  koefsiyentini  fotonenergiyaga  bog‘liqligi  har  xil  bo‘ladi.  Xususiy 
yutilishning  spektr  bog‘lanishi-valent  va  o‘tkazuvchanlik  sohalardagi  energetik 
holatlar  zichligining  energiya  bo‘yicha  taqsimoti  va  elektronning  o‘tish  ehtimoliga 
bog‘liq bo‘ladi. To‘g‘ri yutilish-bunday holatda energiya va impuls saqlanish qonuni 
bajarilishi  lozim,  ya‘ni  elektronning  o‘tkazuvchanlik  holatdagi  energiya  qiymati, 
uning valent sohasidagi energiya qiymati fotonenergiyasiga teng bo‘lishi va impulslar 
ham  shunday  bo‘lishi  kerak.  Chunki  fotonning  impulsi  elektron  impulsiga  nisbatan 
juda  kichik  bo‘lganligi  uchun,  u  elektronning  oxirgi  holat  impulsiga  ta‘sir 
etmaydi.Bunda yutilish koeffsiyentining spektrga bog‘liqligi quyidagicha ifodalanadi: 
            
 
 
⁄
       
Bunda A- proporsionallik koeffsiyenti. 
Shuni  ta‘kidlash  lozimki,  (8)  -  ifoda  energetik  sohalari  parabola  bo‘lgan  holatlar 
uchundir.   Kremniy kristallining zond tuzilishi 4.9 rasmda ko‘rsatilgan: 
 
 
 
 
 
4.9  –  rasm.  hv  foton  yutgan  elektronda  sodir 
bo’ladigan jarayon. 
  
 
 
 

---

 
66 
Bunda elektronning boshlang‘ich holati  A va oxirgi holati  B bo‘lib sohalar aro 
o‘tish  ikki  bosqichdan  iborat  bo‘ladi.    P
1   
impulsni    elektron    hv  energiyali  fotonni 
yutilishi  natijasida  valent  sohadan  to‘g‘ri  o‘tkazuvchanlik  sohasiga  vertikal  chiqadi, 
undan  so‘ng,  har  xil  nuqsonlarga  sochilish  natijasida    P
2   
impuls  bilan    B  holatga 
o‘tadi. 
 
IV bobga doir sinov savollari: 
1)  Fotoo’tkazuvchanlik nima va u nimalarga bog’liq? 
2)  Fotogeneratsiya nima? 
3)  Yorug’likning  qattiq    jismlarda  yutilish  koeffsiyentining  miqdori  nima  bilan 
aniqlanadi? 
4)  Xususiy   o’tkazuvchanlik  va kirishma atomlari orqali  o’tkazuvchanligini aytib 
bering? 
5)  Zaryad tashuvchilarning yashash vaqti nima va u nimalarga bog’liq? 
6)  Fotosezgirlik nima? 
7)  Fotosezgirlikni oshiruvchi markazlar haqida ma’lumot bering? 
8)  Buger qonunini aytib bering 
9)  Rekombinatsiya nima va uning turlari? 
10)  Yutish yuzalari haqida ma’lumot bering 
 
Yarim o’tkazgichlarda fotoelektrik  hodisalar doir masalalar: 
1.Tushayotgan  yorug‘likning  to‘lqin  uzunligi  va  shu  yorug‘lik  fotoenergiyasi 
orasidagi bog‘lanishni  h

=E=
min
24
,
1

 ekanligini hisoblab chiqaring. 
2.Yarimo‘tkazgich  yuzasiga  energiyasi  h

=0,7  eV  intensivligi  I=10
16
  foto/sm

s 
bo‘lgan yorug‘likning berayotgan energiyasini Vt da hisoblang. 
3.Agar  yarimo‘tkazgichga  to‘lqin  uzunligi 

  =  2,  3,  5  mkm  bo‘lgan  yorug‘liklar 
tushayotgan  bo‘lsa,  bunda  fotoo‘tkazuvchanlikni  sezishi  uchun,  uning  taqiqlangan 
sohasida qanday energetik sathlar bo‘lishi kerak. 
4.Buger  qonuniga  asoslanib,  yorug‘likni  jismda  nisbatan  yutilishini  chizib  bering. 
Yutilish koeffsiyenti 

= 10
4
,  10
2 
, 10
1 
va 10
-1
 sm
-1
 bo‘lgan holatlar uchun. 
5.Yarimo‘tkazgichda  harorat  pasayishi  bilan  xususiy  fotoo‘tkazuvchanlikka  mos 
keluvchi  yorug‘lik  to‘lqin  uzunligi  qaysi  tomonga  siljiydi.  Kremniy  maeriali  uchun 
T=0 K, 100 K va 400 K haroratlarda hisoblang va tushuntirib bering. 
6.Fotoo‘tkazuvchanlikni  sezish  uchun  muvozanat  va  nomuvozanat  zaryad 
tashuvchilar nisbati qanday bo‘lishi kerak. 
7.Zaryad  tashuvchilarning  yashash  vaqtini  oshirish  uchun  nimalarga  e‘tibor  berish 
kerak.  Masalan  kremniyda 

=10
-9

10
-11
  s  va 

=10
-3

10
-4
  s  ga  oshirish  uchun  nima 
qilish kerak. 

---

 
67 
8. To‘lqin uzunligi 

 = 500 nm, 650 nm, 900 nm va 1500 nm yorug‘lik oqimiga mos 
keluvchi fotonlar energiyasini hisoblang. 
9.Inson  o‘zidan 

=9,6  mkm  infraqizil  nur  tarqatadi  (T=  36,6 
0
C).  Bunday  nurlarni 
sezish uchun Si, Ge va GaAs kristallarida energetik sathlar holatini chizib ko‘rsating. 
10.  Si, Ge kristallarida nur chiqishida rekombinatsiya bo‘lishi mumkinmi, agar yo‘q 
bo‘lsa nima uchun? 
 
Yarim  o’tkazgichlarda  fotoelektrik  hodisalar doir masalalarning yechilishi: 
 
Masalaning  berilishi:  Yarimo‘tkazgichda  harorat  pasayishi  bilan  xususiy 
fotoo‘tkazuvchanlikka mos keluvchi yorug‘lik to‘lqin uzunligi qaysi tomonga siljiydi. 
Kremniy materialida T=0 K, 100 K va 400 K tehg bo‘lgan holatlar uchun hisoblang 
va tushuntirib bering. 
Masalaning  yechilishi:  Tushayotgan  yorug‘likning  to‘lqin  uzunligi  va  shu  yorug‘lik 
fotoenergiyasi  orasidagi  bog‘lanish  h

=E=
min
24
,
1

ifodasidan  yorug‘likning  to‘lqin 
uzunliklarini qiymatlari topib olinadi:  
T
1 
= 0K      T
2
 = 100K      T
3
 = 400K haroratlar uchun 
 
λ
1
, λ
2
, λ
3
 - ? 
 
 
 
  
 
  
 
        
    
                       
 
 
    
    
                    
 
 
    
    
 
         
 
 
   
  
     
 
  
               
  
    
 
                        
 
  
               
  
        
 
                        
Javob:  Si  da  harorat  oshsa,  xususiy  fotoo‘tkazuvchanlikka  mos  keluvchi  yorug‘lik 
to‘lqin uzunligi ham oshib boradi.