Oʼrtа mаxsus tаъlim vаzirligi zаhiriddin muhаmmаd bobur nomidаgi

II БОБ.	ВИСМУТ ҲОСИЛ ҚИЛУВЧИ НАНООБЪЕКТЛИ ГЕТЕРОТУЗИЛМАСИНИНГ ЭЛЕКТРОФИЗИК ВА ФОТОЭЛЕТРИК ХОССАЛАРИ…………………………………....
2.1	n-GaAs–р-(GaAs)1-x-y(Ge2)x(ZnSe)y гетеротузилмаларда ток ўтиш механизмлари ………………………………………………………...
2.2	n-GaP–p-(GaAs1-δBiδ)1-x-y(Ge2)x(ZnSe)y гетеротузилмасининг электрик характеристикаси ………………………………………….
2.3	n- GaAs - p-(GaAs)1-x(Ge2)х гетеротузилмасининг фотоэлетрик хоссалри................................................................................................
2.4	n-GaP–р-(GaAs1-δBiδ)1-x-y(Ge2)x(ZnSe)y гетеротузилманинг фотоэлектрик хоссаси

I БОБ. А³В⁵ ВА А²В⁶ ЯРИМЎТКАЗГИЧЛАР АСОСИДАГИ КЎП ТАРКИБЛИ ЭПИТАКСИАЛ ПЛЁНКАЛАРНИ ОЛИШ ТЭХНОЛОГИЯСИ, ТУЗИЛИШИ ВА ХОССАЛАРИ
1.1 §. А³В⁵ ва А²В⁶ яримўтказгичлар асосидаги кўп таркибли эпитаксиал қатламларнинг узликсиз қаттиқ қоришмаларини ҳосил қилишнинг физикавий асослари
Маълумки, А³В⁵ ва А²В⁶ элементлари бирикмаларининг узликсиз қаттиқ қоришмаларини ҳосил қилиш учун кристаллар кимёсининг термодинамик тамойили бажарилиши зарур. Ушбу тамоилга асосан ташкил этувчилари кимёвий элементлардан иборат бўлган ҳар қандай физика-кимёвий тизимларда, уларнинг таркибларини ҳар қандай миқдорий нисбатларида, атомлар (ионлар) орасида кимёвий таъсирлар мавжуд бўлади. Паст ҳароратларда атомлар бир-бирига нисбатан шундай жойлашишга мойил бўладики, берилган зарядлар ва атом ўлчамлари учун энергиянинг энг минимал қийматига мос келади. Атомларнинг бундай жойлашувига тузилмавий ўзига ҳослик ва юқори ҳароратда эса иссиқлик ҳаракати тўсқинлик қилади [1; 970-977 бб.]. Эътибор берамиз, агар тузилманинг ўзига ҳослиги қаттиқ қоришмаларни таркибловчи атомларни ўзаро ўрин алмаштириш орқали ҳосил бўлишини истисно этади, қулай термодинамик шароитларда бирикмаларнинг тузилмавий ва энергетик жиҳатдан (бир хил ёки ҳар хил атомлар гуруҳларини) ўрин алмашувчи қаттиқ қоришмалари ҳосил бўлиши мумкин, чунки силжиш энтропияси ∆С_диспл туфайли тизимнинг термодинамик потенциали пасаяди. А³В⁵ бирикмаларининг монокристаллари ва улар асосидаги қаттиқ қоришмаларнинг суюқ фазали эпитаксия орқали ўстириш эритма ҳосил қилувчи атомлар ёки молекулаларнинг тўғридан-тўғри ўзаро таъсирига ва уларни эритма - қотишмасидан кристалланишига асосланади. Бу бирикмалар, эриш нуқтасига яқин ҳароратда қуйидаги реакция бўйича диспропорсияланади [1; 970-977 бб.].
, (1.1)
Бунда, учувчанликка қараб V гуруҳнинг баъзи элементлари осонгина газ фазасига ўтиши мумкин ва III гуруҳ элементлари паст буғ босимига эга ва суюқ ҳолатда қолиши мумкин, натижада бирикманинг номутаносиблиги (диспропорсияси) юзага келади ва бу эса эриш ҳароратига яқин юқори ҳароратларда монокристалларни эритма-қотишмадан синтез қилиш ва ўстиришни қийинлаштиради. Шуни таъкидлаш керакки, А³В⁵ бирикмалари C⁴ гуруҳ элементларига нисбатан паст эриш ҳароратига эга. Ушбу бирикмаларда эриш ҳароратининг бундай нисбий пасайиши эритмада маълум бир улушда ион боғланишларнинг мавжудлиги туфайли содир бўлади. Кимёвий боғланишнинг ионли бўлиши унинг қутбланишига олиб келади ва қутбланган ўзагнинг эриш даражаси пастроқ бўлади, чунки қутбланиш пайтида кристалл ўзаги худди аллақачон "қизигандек" бўлади. Бинобарин, А³В⁵ бирикмалари асосида эпитаксиал қатламларнинг ўстиришда ҳарорат режими жуда муҳим ўрин тутади. Юқоридагилардан келиб чиқиб, узлуксиз алмашиш қаттиқ қоришмаларини ҳосил бўлиши ва ўсиши учун термодинамик шартлар сифатида қуйидагилар таклиф этилади [1; 970-977 бб.].

1. 
   , (1.2)
   

Бу ерда ε - бегона атомлар ёки молекулаларнинг эриши натижасида пайдо бўлувчи панжаранинг эластик бузилишлари энергияси, Т - мутлақ ҳарорат, С_диспл - силжиш энтропияси.
2. Қуйидаги қаттиқ қоришманинг ўсишини амалга ошириш керак бўлган бирикмалар молекулаларининг ҳосил бўлишининг юқори ҳарорат чегараси Т_мах [1; 970-977 бб.]
, (1.3)
Бу ерда E_b - кристалл таркибидаги бирикма молекулаларининг атомлари орасидаги боғланиш энергияси, γ - Т_мах даги атомларнинг иссиқлик тебранишларининг энергияси, N - қаттиқ қоришмадаги атомлар сони, k – Болцман доимийси .
3. Қаттиқ қоришмани ўстиришнинг минимал ҳарорати ўсиб борувчи кристалл юзасида (фазалар чегарасида) атомлар ва молекулаларнинг диффузияланиш тезлиги билан чегараланади, бу сирт (икки ўлчовли) қаттиқ қоришма ҳосил бўлишини таъминлайди. Муайян термодинамик шароитларда C⁴ элементлари ва А³B⁵ бирикмаси ўрнини алмаштирувчи қаттиқ қоришма ҳосил бўлиш имконияти компонентларнинг эритмасини ҳосил қилувчи кристалли панжараларнинг тури, уларнинг заряд ҳолатлари ва геометрик ўлчамлари билан белгиланади. Ушбу омилларни ва эрувчан m нинг икки, уч ёки тўртта энг яқин қўшни атомларини алмаштириш имкониятини ҳисобга олган ҳолда m, мос равишда иккита, - эрувчан бирикманинг n ёки уч-тўрт атомли молекулаларини [2; 48-55 бб., 3 48-53 бб.] қуйидаги шаклда алмаштиришнинг доимий қаттиқ қоришмаларини ҳосил қилиш шартларини таклиф қилинди:
(1.4)
(1.5)
Бу эрда ва валентликлар; ва эритувчи m ва эрийдиган n кимёвий элемент атомларининг ковалент радиуслари ёки эритувчи m ва эрийдиган n бирикмаларининг молекулаларини ҳосил қилувчи элементлари мос ҳолда, i = 1,2,3,4. Юқоридаги (1.4) шарт эритувчи яримўтказгич материалидаги эриган кимёвий элементлар ёки бирикмаларнинг электронейтраллигини таъминлайди; эриган элементлар эрийдиган яримўтказгичга нисбатан изовалент бўлганда бажарилади. (1.5) шарт эса қаттиқ қоришмаларда кристаллик панжарасининг сезиларли бузилишлари содир бўлишини истисно қиладиган эритувчи m ва эрийдиган n бирикмаларининг геометрик параметрларининг яқинлигини таъминлайди. |р| қанча кичик бўлса, кристалл панжаранинг эластик бузилиш энергияси шунчалик паст бўлади; бинобарин, ўрнини алмашувчи қаттиқ қоришманинг кристалли мукаммаллиги шунча катта бўлади ва n нинг m да эрувчанлиги ошади. Эритма ҳосил қилувчи компонентлар молекулалари атомларининг ковалент радиуслари йиғиндисининг фарқи 10% дан ортиқ бўлса, ушбу компонентларда узлуксиз ўрин алмашувчи қаттиқ қоришмалар жуда кам ҳосил бўлади.
Ушбу i=1 ҳолат А, B, ... эритувчи кимёвий элементлари атомларини эрувчи элемент ёки бирикманинг C, D, ... атомлари билан ўрин алмашувчи узлуксиз қаттиқ қоришмаларини ҳосил қилиш шартларини ифодалайди, уларнинг формуласи А_1−хC_х ёки (АB)_1−хD_х бўлади масалан, Si_1−хGе_х, InAs_1−хSb_х, бунда 0 ≤ х ≤ 1. Агар i = 2 бўлса, у ҳолда (1.4) ва (1.5) эритувчини икки қўшни атомлар орасидаги ва эрувчи яримўтказгични икки атомли молекуласи билан ўрин алмашувчи узлуксиз қаттиқ қоришмаларини ҳосил қилиш шартларини ифодалайди. Унинг формуласи (АB)_1−х(CD)_х ёки (C₂)_1−х(АB)_х, масалан, (GaAs)_1−х(ZnSe)_х, (Ge₂)_1−х(GaAs)_х ёки (Ge₂)_1−х(ZnSe)_х. Икки атомли C₂⁴ ва А³B⁵ ва А²B⁶ бирикмалари асосида узлуксиз ўрнини алмашувчи қаттиқ қоришмалар ҳосил бўлиш шартларини кўриб чиқамиз. Бундай тизимлар учун (1.4) ва (1.5) шартлар қуйидаги шаклга эга:

(1.6)


(1.7)

бу эрда , , ва валентликлар, , , и мос ҳолда II, III, IV, V ва VI гуруҳ элементларининг ковалент радиуслари.
(1.6) ва (1.7) шартларга асосланиб, жадвал тузилди (1.1-жадвал), унинг асосида А³B⁵ ва А²B⁶ бинар бирикмалари асосида у ёки бу қаттиқ қоришмани олиш истиқболларини баҳолаш мумкин. Ушбу жадвалда А³B⁵ ва А²B⁶ бирикмаларининг айрим турлари, уларнинг тақиқланган зона қийматлари, уларнинг элементлари атомларининг ковалент радиуслари йиғиндиси, шунингдек нинг (1.7) ифодани қондирувчи қийматлари келтирилган.
1-жадвал [1; 970-977 бб.]
А³B⁵ ва А²B⁶ туридаги бирикмалар, уларнинг хона ҳароратидаги тақиқланган зоналарининг кенглиги қийматлари, элементларининг ковалент радиуслари йиғиндиси ва Ge₂, GaAs ва ZnSe элементлари бирикмаларининг ковалент радиуслари фарқлари қийматлари.