Mavzu: elektronlarning radiatsion tormozlanishi

I.3. KREMNIY MONOKRISTALIDA RADIATSION NUQSONLAR HOSIL BO`LISHI

Atomlar to`la tartib bilan joylashgan ideal kristallardan farqli real materiallarda atomlar davriy joylashishining buzilishi – nuqsonlari mavjud bo`ladi. Barcha tur struktura nuqsonlari geometrik o`lchamlari bo`yicha nuqtaviy, chiziqli, sirtiy va hajmiy bo`ladi.[3]

Kichik – ya'ni panjaradagi ayrim- o`lchamlari atom o`lchamlari darajasidagi nuqsonlar nuqtaviy deb yuritiladi. Bular jumlasiga – panjara tugunlari yoki tugun oraliqlarida joylashgan krishma atomlari, vakansiya – yarimo`tkazgich panjara atomlardan xoli tugunlari kiradi.

Ionlashtiruvchi nurlar ta'sirida qattiq jism yetarli barqaror panjara strukturasidagi buzilishlar radiatsion nuqsonlar deyiladi. Hozirda zamonaviy tasavvurlar bo`yicha yarimo`tkazgichlar nurlantirilganda, zarralar bilan ta'sirlashganda qattiq jism atomi tugundan siljiydi. Bu hosil bo`lgan nuqsonlar xarakteri bu zarra kristall atomiga bergan energiyasi va keyingi relaksatsiya jarayonlariga bog`liq. Har bir yarimo`tkazgich uchun atomga uzatilganda u yaqindagi tugun oralig`iga o`tadigan biror eng kichik miqdordagi energiya mavjud bo`lib u bo`sag`a energiyasi Ebus deyiladi.

Vakansiyaning hosil bo`lish energiyasi 1 eV chamasida, kristallda termodinamik muvozanat sharoitida hamma vaqt vakansiyalar mavjud bo`ladi. Atom o`z tugunidan ketib tugunlar orasiga joylashib olgan holda vakansiya bilan tugunlararo atom jufti vujudga keladi. Uni Frenkel nuqsoni yoki Frenkel jufti deyiladi. Atomlar panjara tugunlarini tashlab ketgach, kristall sirtiga chiqib yangi, qatlam tashkil qilishi mumkin. Panjaraning bo`sh qolgan tuguni hosil qilgan nuqson Shottki nuqsoni deyiladi. Ionlardan tashkil topgan kristallarda anion va kation vakansiyalari teng miqdorda hosil bo`ladi. Ularni ham Shottki nuqsonlari deyiladi.

Agar bir vakansiyaning hosil qilish energiyasi E bo`lsa, N tugunlardan hosil bo`lgan vakansiyaning termodinamik muvozanat sharoitidagi soni quyidagicha aniqlanadi:

har qanday temperaturada va kristallda vakansiyalar mavjud bo`ladi hamda doim betartib ko`chib turadi. Ikkita vakansiya birlashib divakansiya deyiladigan nuqson hosil qilishi mumkin. Uchta va undan ortiq vakansiyalar uyushmalari (klasterlar) hosil bo`lishi mumkin. Vakansiya hosil bo`lishi energiyasi ko`p kristallarda 1 eV atrofida bo`ladi. Real kristallarda nurlanish ta'sirida nuqtaviy nuqsonlar – vakansiya va tugun oralig`idagi atom – Frenkel juftlari hosil bo`lish ehtimolligi eng katta hisoblanadi. Biror nuqtada potentsial energiya minimumi Frenkel jufti barqaror holatiga mos keladi. Biror rd masofaga tugundagi atomni siljitish uchun

Ebus=Ef +Ev+EI dan kattaroq energiya zarur bo`ladi.

Ef – barqaror Frenkel jufti hosil bo`lishiga ketgan energiya.

Ev – bo`sh o`rin hosil bo`lishga ketgan energiya

EI- tugun oralig``idagi barqaror atom hosil bo`lishiga ketgan energiya
Yuqoriroq temperaturalarda bu juftlar yana birlashishi mumkin, shuning uchun nuqsonlar hosil bo`lishi zarur sharti Frenkel juftlari ajralishi kerak, keyin bular ayrim nuqsonlar sifatida mavjud bo`ladi.

Hozirda kremniy uchun nuqson hosil bo`lish bo`sag`a energiyasi baholangan va u hisoblashlarda 25-30 eV, tajribada 20-21 eV atrofida ekanligi ma'lum.

Yarimo`tkazgichlarda nuqsonlar bu vakansiya va tugun oralig`idagi boshqa biror nuqsonlar bilan ta'sirlashishi natijasida ham hosil bo`ladi.

Kislorodsiz kremniyda yakka holdagi bo`sh tugunli nuqsondan tashqari asosiy nuqsonlar qo`sh vakansiya va vakansiya +donor yoki vakansiya +aktseptor hisoblanadi.

Kislorod ko`p bo`lgan kremniyda bu A markaz – vakansiya va kremniyda mavjud kislorod atomi kompleksi mavjud, u taqiqlangan zonada Ec – (0,16 ÷018)eV holatda joylashgan.