Qattiq jismlar

4.2 – rasm. Zaryad tashuvchilarning yashash vaqti.

Demak, paydo bo’layotgan elektronlar va kovaklar yo’q bo’lib ketadi. Fotogeneratsiyani har bir vaqt birligida qancha elektron paydo bo’layotgan bo’lsa, shunchasi yo’q bo’lib ketishi bilangina tushuntirish mumkin. Kam vaqt yoritilganda paydo bo’lgan erkin elektron va kovaklar (musbat zaryadlangan va bir bog’i uzilgan yarim o’tkazgichni tashkil qilgan asosiy atom. Masalan, kremniyda Si⁺) soni ham juda kam bo’lganda erkin elektronlar kovaklar bilan uchrashish ehtimoli ya’ni bog’i uzilgan musbat zaryadlangan atomning elektron bilan uchrashib, uni o’ziga tortib bog’lanishni to’la tiklash ehtimoli ham juda kam bo’ladi. Endi vaqt o’tishi bilan elektron va kovaklar soni ortib borishi natijasida, ularning uchrashish ehtimoli ortib boradi. Bu degan so’z, endi erkin elektron kovak bilan uchrashib, yana bog’langan elektronga aylanadi, ya’ni erkin elektron ham kovak ham yo’q bo’ladi. Yoritilish vaqti yetarlicha bo’lganda, ya’ni erkin elektronlar va kovaklar soni yetarli darajaga yetganda, erkin elektronlar va kovaklarning uchrashish ehtimolligi ularning paydo bo’lish tezligiga teng bo’lib qoladi, natijada ∆n qiymati yoritilganlik vaqtiga bog’liq bo’lmay qoladi. Fotogeneratsiya natijasida hosil bo’layotgan erkin elektron va kovaklar bilan o’zaro uchrashib yo’qolib ketishi –rekombinatsiya jarayoni deb ataladi. Demak, fotogenerasiya bilan rekombinatsiya jarayoni hamma vaqt mavjud ekan.Endi savol tug’iladi, erkin elektron erkin kovak bilan uchrashguncha qancha vaqt o’tadi? Buni biz elektron va kovaklarning yashash vaqti deb ataymiz . Elektronlarning o’tgazuvchanlik sohasida bo’lish vaqti bu –uning ya’shash vaqti kovaklarning valent sohasida bo’lish vaqti bu uning yashash vaqti bo’lar ekan. Biz bu yashash vaqtlarini τ_n (elektron uchun ) va τ_p (kovak uchun ) deb belgilab olsak, unda (4) ifoda o’rniga yozish mumkin

va fotoo’tkazuvchalik qiymati unda

(6) – ifodadan ko’rinib turibdiki, agar berilgan yorug’lik intensivligida (I=const) berilgan yarimo’tkazgich uchun k va β qiymati doimiy bo’lgani uchun fotoo’tkazuvchanlik qiymati asosan τ_n va τ_p bilan aniqlanar ekan. Odatda zaryad tashuvchilar yashash vaqti yarim o’tkazgich materiallarida juda katta intervalda o’zgarishi mumkin τ=10^-1÷10^-11sek. Demak, τ ni boshqarish yo’li bilan fotoo’tkazuvchanlik hatto 10⁹ marta ko’paytirish mumkin.

4.3-§ Yutish yuzasi

Elektronni o’tkazuvchanlik sohasidan yuzaga tortib ushlab qoladigan keyin uning kovak bilan uchrashib rekombinasiya bo’lishiga imkon beradigan markazlar – nuqsonlar hamma vaqt mavjud. Endi shunday markazlarning elektronni o’ziga tortib, yutib olishi o’sha nuqsonning elektronni yutish yuzasi (S) ga bog’liq. Bunday nuqsonni odatda shar deb qabul qilsak, o’sha sharni o’rtadan bo’lganda yuza deb qarash mumkin. Bundan kelib chiqqan holda, har bir markazning o’ziga xos elektron (S_n) va kovakni yutish yuzalar (S_p) mavjud ekan. Agar endi biz ko’rayotgan markaz musbat zaryadlangan bo’lsa. Unda markaz elektronni tortish kuchi hisobiga faqat o’sha yuza doirasida emas, balki, yuza yonidan o’tayotgan elektronni ham yutishi – tortib olishi mumkin. Agar markaz ikki karra musbat zaryadlangan bo’lsa, uning elektronga ta’sir doirasi yanada kengayadi. Bu holatda u o’z yuzasidagi ancha uzoqda bo’lgan elektronni ham tortib olishi mumkin. Endi musbat zaryadlangan markazning kovakni yutish yuzasi yoki tortib olish doirasini ko’rsak. Unda kovak ham musbat zaryadga ega bo’lgani uchun markaz va kovak o’rtasidagi o’zaro itarish kuchlari natijasida yutish yuzasi kamayadi. Agar markaz ikki karra musbat zaryadlangan bo’lsa, albatta itarish kuchlari yanada ortganligi tufayli markazning yutish yuzasi yanada kamayadi. Xuddi shunday, markaz bir yoki ikki karra manfiy zaryadga ega bo’lsa, unda bunday markazning elektronni yutish yuzasi kamayadi, kovakni yutish yuzasi esa ortadi. Bulardan shu narsa kelib chiqadiki, yutish yuzasi bu o’sha nuqson markazning o’z atrofida hosil qilgan potensialni ko’rsatar ekan. Quyida yutish yuzalarining ularning zaryadlanganligiga qarab o’zgarishini tasvirlovchi rasm keltirilgan:

1. 
   b) d)