Metall oksidlarining silikat shishaga diffuziyasi

O’ZBEKISTON RESPUPLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TALIM VAZIRLIGI

MIRZO ULUG’BEK NOMIDAGI O’ZBEKISTON MILLIY UNIVERSITETI

Qo’lyozma huquqida

Dexqonov Avazbek

METALL OKSIDLARINING SILIKAT SHISHAGA DIFFUZIYASI

5A1400210 - Fizika (Kichik o’lchamli holatlar

va nanoo’lchamli materiallar fizikasi)

Magistr akademik darajasini olish uchun yozilgan

DISSERTATSIYA

Ilmiy rahbar f-m.f.d.G. Abdurahmanov

Toshkent- 2021

MUNDARIJA

KIRISH


I BOB. Legirlangan silikat shishaning xossalari va qo’llanilishi

1.1 Silikat shishaning tarkibi va xossalari

1.2 Diffuziya hodisasi

1.3 Silikat shishaga metal oksidlari diffuziyasi

I. BOB QATTIQ JISMLARDA ATOMLARNING DIFFUZIYASINI O’RGANISH USULLARI

2.1. Namunaning aktivligini o’lchash usuli

2.2. Qiya kesim va to’rt zondli usul

2.3. Qiya kesim va electron mikrozond usuli

III BOB. SILIKAT SHISHAGA METALL OKSIDLARI DIFFUZIYASINI O’RGANISH

3.1. Namuna tayyorlash

3.2. Tadqiqot asboblarining tasnifi

3.3. Qiya kesim va to’rt zondli usul natijalari

3.4. Qiya kesim va electron mikrozond natijalari

IV Xulosa

V Foydalanilgan ma’lumot manbalari

KIRISH

Dissertatsiya mavzusining dolzarbligi va zarurati.

Silikat shisha odamlar qadimdan ishlatib kelayotgan eng qiziqarli materiallardan biridir. Shisha fan, texnika va kundalik hayotda keng ko‘lamda ishlatilishiga qaramasdan, uning fizikasida bir qator fundamental
muammolar mavjud. Masalan, moddaning tuzilishi (strukturasi, ya’ni
atomlarning fazoda o‘zaro joylashuvi) uning fizikaviy xossalariga kuchli
ta’sir ko‘rsatishi fanda yaxshi ma’lum. Ammo ko‘pgina modellar taklif
qilinganiga qaramasdan, shishaning tuzilishi deyarli bir asr davomida dunyo
olimlari o‘rtasida qizg‘in bahslarga sabab bo‘lib kelmoqda, chunki kristall
moddalarning tuzilishini o‘rganishda qo‘llaniladigan asosiy eksperimental
usullar (rentgen nurlari, elektronlar va neytronlarning difraksiyasi)
shisha tarkibining murakkabligi va uning tuzilishida uzoq masofali
tartib yo‘qligi uchun yetarli samara bermaydi. Energetik zonalar modeli va u
bilan bog‘liq tasavvurlarni (zaryad tashuvchilarning effektiv massasi,
harakatlanuvchanligi) shishaga qay darajada qo‘llash mumkinligi ham har bir
muayyan vaziyatda asoslashni talab qiladi.

Keyingi yillarda turli elektron asboblarda keng qo‘llanilayotgan

qalin pardali rezistorlarning asosi bo‘lgan, oraliq metallar oksidlari
(xususan, RuO₂) bilan legirlangan silikat shishaning elektr xossalarini
o‘rganish qo‘shimcha fizikaviy muammolar borligini ko‘rsatdi. Masalan,
ma’lum bo‘ldiki, solishtirma qarshiligining temperatura bo‘ylab o‘zgarishi
ρ(T) past temperaturalarda (T < 50K) na kristall yarimo‘tkazgichlarnikiga
(aktivatsiya qonuni ln ρ ~ T ^-1) va na amorf moddalarnikiga (Mott qonuni
ln ρ ~ T^-0,25) o‘xshaydi. ρ(T)ning oraliq temperaturalarda kuzatiladigan
minimumi mavjud fizikaviy tasavvurlarga mos kelmaydi, undan keyin esa
shishaning taqiqlangan zonasi kengligi 3 eV dan ortiqroq dielektrik, - deb
qaraydigan tasavvurga zid metallsimon (ρ ~ T yoki ρ ~ T ²) o‘tkazuvchanlik
paydo bo‘ladi.

Turli materiallar va strukturalardagi termoelektrik hodisalar
fundamental fizik jarayonlar nuqtai nazaridan ham, amaliy nuqtai
nazardan ham (qayta tiklanuvchi manbalardan elektr energiyasi olish,
energetik chiqindilardan foydalanish, sovutish va isitish tizimi uchun
termoelektrik o‘zgartirgichlardan foydalanish) e’tiborga loyiqdir.
Termoelektrik hodisalar elektronlar energetik holatlarining zichligi,
yashirin struktura (faza) o‘tishlari, elektron tizimining holati,
elektronlar va fononlarning o‘zaro ta’siri haqida ma’lumot berishi
mumkin. Amaliyot uchun esa materiallarning elektr o‘tkazuvchanligi σ,
issiqlik o‘tkazuvchanligi κ va termoeyuk koeffitsienti (Zeebek
koeffitsienti) S bilan bog‘langan termoelektrik sifatliligi ZT = S²σT/κ
muhim ahamiyatga ega. Bunda T - termoelektrik o‘zgartirgichning ishlash
temperaturasi. Termoelektrik o‘zgartirgichlar keng qo‘llanilishi uchun 500-
1000 K temperatura oralig‘ida ZT > 2 talab qilinadi.

Ammo hozirgacha legirlangan silikat shishaning termoelektrik xossalari deyarli o‘rganilmagan, vaholanki uning past issiqlik o‘tkazuvchanligi (κ ≈ 0,5-1 Vt/(m K)) va yuqori elektr o‘tkazuvchanligi (σ ≈ 400-

4000 Om^-1m^-1) yuqori ZT ni ta’minlashi mumkin.

Shu sababli eksperimental va nazariy usullarni birlashtirib,
tadqiqot chegaralarini kengaytirib, legirlangan silikat shishalarda elektr
o‘tkazuvchanlik va termoeyuk hosil bo‘lishining fizikaviy mexanizmlarini,
bu hodisalar shisha tarkibi va strukturasining o‘ziga xos jihatlari bilan
qanday bog‘langanligini aniqlash kondensatlangan holat fizikasi hamda
keng tarqalgan xavfsiz xomashyodan arzon, samaradorligi yuqori
termoelektrik materiallar yaratish uchun zarurligi dissertatsiya mavzuining
dolzarbligini belgilaydi.

Mustaqillik yillarida mamlakatimizda energetik xavfsizlikni
ta’minlash, muqobil energiya manbalaridan foydalanish uchun huquqiy asos
yaratilib, bu sohada qator rejalar amalga oshirildi. O‘zbekiston Res-
publikasi Prezidentining 2013 yil 1 martdagi “Muqobil energiya manbala-
rini yanada rivojlantirish chora-tadbirlari to‘g‘risida” PF-4512-son far-
moni, O‘zbekiston Respublikasi Prezidentining 2013 yil 1 martdagi
“Xalqaro Quyosh energiyasi institutini tashkil qilish to‘g‘risida”gi PQ-
1929-son Qarori, O‘zbekiston Respublikasi Vazirlar Mahkamasining 2013
yil 25 sentabrdagi “Xalqaro Quyosh energiyasi institutining faoliyatini
tashkil qilish chora-tadbirlari to‘g‘risida” 265-son Qarori, “Navoiy” erkin
iqtisodiy hududida yangi texnologiyalar asosida 100 MVt quvvatga ega foto-
elektrik panellar ishlab chiqaruvchi qo‘shma korxona tashkil qilish haqidagi
“O‘zbekenergiya” va Suntech Power (XXR) kompaniyalari o‘rtasidagi bitim shu-
lar jumlasidandir.

Ushbu tadqiqot ishi yangi termoelektrik materiallar yaratish orqali “Qayta tiklanuvchan energiya bo‘yicha O‘zbekiston Respublikasining milliy konsepsiyasi”ni (O‘zbekiston Respublikasi Oliy majlisi Senati 2008 yil oktabrida ma’qullagan) amalga oshirishga yo‘naltirilgan. Mamlakatimizda qayta tiklanuvchan energiya manbalari va energetik chiqindilardan foydalanish qurilmalarining samaradorligini oshirish va narxini pasaytirish uchun yangi termoelektrik materiallar yaratish ustida amalga oshirilayotgan tadqiqotlarni yanada chuqurlashtirish dissertatsiya mavzusi zaruriyatini izohlovchi muhim omil hisoblanadi.