Iv bob хакикий криcталл қаттиқ жисмлардаги

IV BOB
ХАКИКИЙ КРИCТАЛЛ ҚАТТИҚ ЖИСМЛАРДАГИ
НУҚСОНАР
6.1 . Кристаллидаги нуқсонлар хақида умумий мулохазалар Олдинги бобларда қаттиқ кристалл жисмни мутлақ тартибланган, яъни атомларнинг катьий даврий жойлашишида хеч қандай бузили бўлмаган жисм деб каралди. Фақат атомлар тебраниши бундан истисно эди.
Лекин, хақиқий кристалларда хамма вақт кристалл панжарасининг анча миқдордаги бузилиши (нуқсонлари) мавжуд бўлади. Даставвал макро ва микро нуқсонларни фарқлаш лозим.
Макронухсонлар микроскопд осон курўинади. Бундай макронуқсонларнинг мисоллари - металл қуймалардаги ковакла дарзлар, ёт моддалар киришмалари уюмлари,поликристаллнинг доначалари айрим кристаллчаларнинг кўринма чегараларидир. Электронлар микроскопиясининг пайдо бўлиши санаб зтилган нуқсонларни анча кичик ўлчамли
бўлганда хам кузатиш имконини берди. Микронуқсонларга ёки атомлар ўлчамида қараладиган нуқсонларга уч ўлчамдан (х,.у,г) хеч бўлмаганда бири кристал панжарасининг а= 0,2+0,5 нм даври билан таққосланувчи
бўлган нуқсонлар мансуб бўлади. Айрим кўринишдаги нуқсонларни қарашдан олдин хақиқий кристаллни нуқсонсиз (идеал) кристаллдан фарқловчи умумийбелгиларни топайлик.
Идеал кристаллда атомлар қатьий даврий жойлашганлиги окибатида кристалл ичидадаврий электрик майдон шаклланган бўлади. Кристаплнинг даврий ички электр майдонининг хар қандай бузилиши нуқсон бўлади.Нуксонлар мисоли тариқасида ёт атом - киришманин кристалл атоми Ўрнига жойлашиб олиши ва кристаллатомининг жойидан кетиши —
вакансия (бўш жой) хосил бўлишини келтири мумкин. Агар кристаллдаги нуқсонлар оз бўлса, бу холдаулар бир-биридан анча йироқда жойлашган, яъни кристалл панжараси нуқсонлари махаллийлашга бўлади. Бунда кристалл ичидаги электр майдон фақат нуклон атрофидагина бузилади, бошқача айтганда, кристаллнинг даврий V₀ потенциалига нуқсон қкинида V’ кушимча потенциал кушилади, тула потенциал
V=V₀+V бўлади. Шунинг учун хам факат шу сохада бўлган электронларнинг энергетик холатлари ўзгаради, бу эса идеал қатгиқ жисм электронлари энергия зоналарига қўшимча махаллий энергетик холатларнин пайдо бўлишига олиб келади. Бундай махаллий холатлар сони N нуқсонлар сонига тенг, ёки агар бир нуқсон бир неча холатда бўла олса, махаллий холатлар сони нуқсонлар сонидан катта бўлади.
Махаллий энергетик сатхлар (холатлар)да электронлар боғланган, бу боғланиш турли қаттиқ жисмларда мохиятан турличадир. Металларда нуқсонлар пайдо қилга сатхпар рухсат қилинган энергиялар зонаси ичид жойлашади. Металларда электронлардан бўш нуқсонларнинг ионланган холатда бўлишлиги энг эхтимоллигидир.
Ярим ўтказгичлар ва диэлектриклар электронлари тақиқланган энергиялари зонаси бўлган энергетик спекгрга эгадир. Албагга, бундай кристалларда махаллий энергетик холатлар рухсатланган зоналарга тушиши мумкин. Агар улар ўтказувчанлик зонасида жойлашса, уларни резонанс сатлар, агар улар валент зонасида жойлашса, уларни анти резонанс сатхла дейилади. Бу холларда нқксонларга тегишли электронлар улар билан боғланишини


6.1расм.Тақиқланган зонадаги махаллий сатхлар
Йукотади ва умумлашган зона электронлари жамоасига қўшилади. Лекин, аксарий кўп холларда нуқсонлар сатхларида жойлашган электронлар
нуқсонларга боғлиқлигича фақат иссиқлик харакати ёки бошқа энергия манбаи хисобига ўз нуқсонларидан ажратиб юбориш - активлантириш мумкин. Нуқсонларга боғглик электронлар электр ўтказувчанликда қатнаша олмайди, албатта. Бундай нуқсонларнинг электронлар учун сатхчари ярим
ўтказгичнин (диэлектрикнинг) тақиқпанган зонасида жойлашган бўлади.
Бу 6.1- чизмада кўрсатилган. Қайси бир манбадан олинган энергия эвазига нуқсонлар ионланади Бир хиллари ўтказувчанлик зонасига электронлар бериб, ўзлари мусбат зарядли нуқсонларга (6.1 а- чизма), бошқа хиллари, аксинча, электронларни тутиб олиб, манфий зарядли нуқсонларга (6.1,б-чизма) айланади.
Ўтказувчанлик зонасига электронлар бера оладиган нуқсонларни донорлар дейилади, таркибида донорлар бўлган ярим ўтказгичларни эса электрон ўтказувчанликли яримўтказгичлар ёки п - тур ярим ўтказгичлар дейилади. Мос
равишда ярим ўтказгичларнинг ўтказувчанлик зонасидаги электронлар кўчиши билан ботиқ электр ўтказувчанликни электрон электр ўтказувчанлик ёки п — тур ўтказувчанлик дейилади.
Агар кристаллни қиздирганда электронлар валент зонадан нуқсонлар сатҳрига ўта олса, бу холд валент зонада харакатчан мусбат зарядли коваклар пайдо бўлади, ковак электр ўтказувчанлик вужудга келади. Электронларни ўзига қабул қиладиган нуқсонларни акцепторлар деб аталган, таркибида акцепторлар бўлган ярим ўтгазгични эса ёки ковак
ўтказувчанликли ярим ўтказгич ёки р - тур ярим ўтказгич дейилади.
6. 1 - чизмада донорлар сатхлари ўтказувчанлик зонаси туби яқинида, акцепторлар сатхлари эса - валентзона шипи яқинида тасвирланган, Хусусий ионланишга нисбатан нуқсонлар ионланиши зуча осон , кичикрқ температураларда юз беради. Сатхларнинг донор ёки акцептор бўлишлиги мазкур сатхларни хосил қилувчи нуқсонларнинг табиатига боғлик,.
Донорлар электронларни фақат ўтказувчанлик зонасига эмас, балки акцептор табиатли хар қандай нуқсонга бера олади. Акцепторлар электронларни валент зонадан қабул қилиш билан бир вақтда кристаллдаги хар қандай донордан хам олиши мумкин.
Нихоят, амфотерлик хоссалар намоён бўладиган, яъни донор хам, акцептор хам бўла оладиган табиатли нуқсонлар мавжуд. Нуқсонларни синфларга ажратиш кристал майдонининг нусон томонидан бузилиши ўлчамларига асосланган:
А) нуқтавий (нол ўлчовли) нуқсонлар, уларга ўлчамлар
х(а,у(а,г(а бўлганнуксқонлар мансуб, бунда а - кристалл панжараси доимийси;