Qattiq jismlar

Fotoo’tkazuvchanlik bu− yarim o’tkazgichlarning unga tushayotgan yorug’lik ta’sirida o’tkazuvchanligini o’zgarishiga aytiladi. Buni quyidagi sxema orqali to’la namoyon etish mumkin. Bu sxema bo’yicha yorug’lik tushmasdan oldingi tok I_o ni berilgan aniq kuchlanish va haroratda aniqlaymiz. Bunda albatta yorug’lik ta’sirida yarim o’tkazgich harorati o’zgarmasligi shart. Endi yarim o’tkazgich yoritilgan vaqtdagi I_F ni aniqlaymiz. Bu toklarning nisbati _{ } − yarim o’tkazgichning fotosezgirligini ko’rsatadi. Odatda S ning qiymati yarim o’tkazgichlar tabiati, ko’rilayotgan temperatura, yorug’lik intensivligi va to’lqin uzunligiga bog’liq hamda ularni optimal tanlab olinganda S ni qiymati juda katta intervalda o’zgarishi mumkin. Bularni ko’rib chiqishdan oldin fotoo’tkazuvchanlik tabiatini ko’rib chiqaylik. Om qonuniga asosan yarim o’tkazgichdan o’tayotgan tok kuchi qiymati, solishtirma o’tkazuvchanlik bilan elektr maydon kuchlanishining ko’paytmasiga teng:

_{ } (1)

yoki

_{ } (2) .

Agar bunda E o’zgarmas qiymatga ega bo’lsa, yorug’lik ta’sirida zanjirdan o’tayotgan tokning o’zgarishi albatta zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi n va ularning harakatchanligi _{ }ga bog’liq bo’lib qoladi. O’ta yuqori bo’lmagan yorug’lik intensivligida μ ni o’zgarishini hisobga olmasa ham bo’ladi. Bundan kelib chiqadiki, yorug’lik ta’sir etganda zaryad tashuvchilar yarim o’tkazgichda elektron va kovaklar konsentratsiyasi o’zgarar ekan. Agar yorug’lik yo’q vaqtdagi elektronlar va kovaklar konsentratsiyasini n_o p_o bo’lsa, yorug’lik tushganda ular qiymati n₁ p₁ bo’ladi:

_{ }(3)

∆p - yorug’lik natijasida paydo bo’lgan elektron va kovaklar konsentratsiyasi.

Agar tushayotgan foton energiyasi _{ }, yarim o’tkazgichning taqiqlangan soha kengligiga nisbatan _{ } bo’lganda elektron valent sohadan o’tkazuvchanlik sohasiga o’tadi va qo’shimcha erkin elektronlar hamda kovaklar hosil qiladi. Bunday jarayonni fotogeneratsiya jarayoni deb ataladi. Fotogeneratsiya jarayonida paydo bo’layotgan zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi:

_{ } (4)

ga teng.

Bu yerda I - yorug’lik intensivligi ya’ni sm² yuzaga bir sekundda tushayotgan fotonlar soni, k - yarim o’tkazgichning yorug’likni yutish koeffsiyenti, chunki tushayotgan fotonlarning faqat yutilgan qismigina, fotogeneratsiya hodisasiga olib keladi. O’lchov birligi [sm^-1]
_{   } − bu yerda yarim o’tkazgich materialining shunday qalinligiki, yorug’lik o’sha qalinlikdan o’tganda, uning intensivligini 2,7 ya’ni e marta kamaytiradi. β− kvant chiqish koeffsiyenti bu−bitta foton yutilganda paydo bo’lishi mumkin bo’lgan elektron – kovak jufti. Odatda hν=(1÷3)E_g bo’lganda β=1 teng bo’ladi. t- yoritilish vaqti. ∆n− yoritilish vaqtiga to’g’ri proporsional ravishda oshib boradi. Bunga ko’ra biz qancha ko’p vaqt yoritsak, ∆n shuncha oshadi. Endi tajriba natijalarini ham shu rasmda ko’raylik:

∆n, sm^-3

II III

I

t,sek