O'zekiston respublikasi oliy va o'rta maxsus ta'lim vazirligi

O'ZEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O'RTA MAXSUS TA'LIM VAZIRLIGI
Mirzo Ulug'bek nomidagi O'zbekiston Milliy Universiteti
Mardonova Xurshida Valijonovnaning
RuO₂(ruteniy) nanozarrachalarining legirlangan silikat shishadagi holati-rentgen difraksiyasi yordamida o’rganish bo'yicha
5A140201 Fizika
Magistr akademik darajasini olish uchun yozilgan

DISSERTATSIYA

Ilmiy rahbar: Abdurahmonov Gulmirza

Toshkent-2021
MUNDARIJA:
Kirish...........................................................................................................3
I bob Legirlangan silikat shisha va uning fizik xususiyatlari...........................................................................................................5
1.1 Legirlangan silikat shisha nima ,qanday olinadi? ……………………………
1.2 Legirlangan silikat shisha nimalarda ishlatiladi va qanday xossalarga ega ?...
1.3 Legirlangan silikat shishaning qanday jihatlari o’rganilmagan ?...................
II bob Rentgen nurlari nima va rentgen tasvirlarining tahlili qanday?..................................................................................................................
2.1 Legirlangan silikat shishani nima uchun rentgen nurlarida o’rganish kerak?...
2.2 Rentgen difraktometri ishlash prinsipi………………………………………..
III bob Rentgen difraktometrida olingan natijalar tahlili…………………………
3.1
3.2
Xulosa..................................................................................................................40
Kirish
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) va 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.
Legirlangan shishaning tuzilishi faqat mikromasshtabda (ya’ni xos o‘lchamlar 1 mkm atrofida) ko‘rilgan va asosiy e’tibor ligatura zarrachalarining qoldiqlariga qaratilgan. Legirlangan silikat shishaning termoelektrik xossalari deyarli o‘rganilmagan. Bu vaziyatning asosiy sababi shishaning tarkibi va tuzilishini, undagi elektron jarayonlarni, shu jumladan, legirlash tufayli kelib chiqadigan jarayonlarni hisobga olmaslik ekanligi aniqlandi. Tahlil qilingan ilmiy maqolalarda legirlangan shishaning elektr o‘tkazuvchanligi va termoeyuk hosil bo‘lishi jarayonini yanada chuqurroq tadqiq qilish va bu xossalarning fizikaviy mexanizmlarini aniqlashning dolzarbligi va ehtiyoji ta’kidlanadi.Bundan tashqari, turli tarkibli oksid materiallarning termoelektrik xossalari keyingi yillarda jahon olimlarida katta qiziqish uyg‘otmoqda, chunki bu materiallar keng tarqalgan, atrof-muhit uchun zararsiz va arzon bo‘lib, qayta tiklanuvchan manbalardan elektr energiyasi olish va energetik chiqindilardan foydalanishda ishlatiladigan termoelektrik o‘zgartgichlar uchun qulay. Bu esa, o‘z navbatida, energetik tanqislikka barham berish va atrof-muhit muhofazasida muhim ahamiyat kasb etadi.
Silikat shishaning issiqlikdan kengayish koeffitsienti izotropik (barcha yoʼnalishlarda bir xil) va ancha past (70∙10-7 K-1), odatda ligatura sifatida ishlatiladigan ruteniy (II) oksidi RuO2 kristallariniki esa ancha katta va anizotropik (a oʼqi yoʼnalishida +140∙10-7 K-1, c yoʼnalishida -32∙10-7 K-1) boʼlgani uchun RuO2 ning legirlangan shishadagi qoldiq kristallari mexanik taʼsir ostida boʼlishi kerak (a yoʼnalishda siqilgan, c yoʼnalishda choʼzilgan). Аmmo bu mavzuda adabiyotda maʼlumot yoʼq.