Yarim o’tkazgichli Si(P) – kristallarni tezlashtirilgan protonlar bilan nurlantirish natijasida ularning elektrofizikaviy xossalarini o’rganish”

Yarimo’tkazgichlarning elektr o’tkazuvchanligi ma ‘lumki, metallardan yarimo’tkazgichlarning prinsipial farqi, yarim o’tkazgichlarda o’tkazuvchanlik elektronlari hosil qilish uchun tashqaridan qo’shimcha energiya sarf etilishining zarurligidir.
Metallar energetik zonalari elektron bilan to‘la band qilinmagan bo‘ladi (3 a-rasm) va ularga tashqaridan kuchsiz elektr maydon ta’sir etsa, elektronlar yuqorida joylashgan uzluksiz bo‘sh o‘tkazuvchanlik zonalariga o‘tib olib, ma’lum yo‘nalishda harakat qiladi va elektr toki hosil bo‘ladi. Sababi metallarda valent va o‘tkazuvchanlik energetik zonalar bir-birlari bilan “chaplashib” uzluksiz zona hosil qilgan bo‘ladi.

3-rasm. a) b) v) Yarimo’tkazgichlar elektr o’tkazuvchanligiga qarab xususiy va aralashmali turlarga bo’linadi.Bu ikki tur o’tkazuvchanlik bir-biridan zaryadli zarralari bilan farq qiladi.Asosan, zaryad tashuvchi zarracha elektron bo’lib,uning sonining ko’p yoki kamligi o’tkazuvchanlik miqdorini xarakterlaydi.Yarimo’tkazgichlar ko’pchilik holatlarda xususiy o’tkazuvchanlikdan ko’ra, aralashmali o’tkazuvchanlik nisbatan keng qo’llanishini taqozo etmoqda. Xususiy o’tkazuvchanlikni tushuntirish uchun kimyoviy jihatdan toza yarim o’tkazgich kristali, masalan, kremniy kristalini olish mumkin.U juda past temperaturada tekshirilgan. Kremniy elementining atomi to’rtta valent elektroniga ega bo’lib, har bir atom o’zidan bir xil uzoqlikda joylashgan qo’shn to’rtta atom bilan valent elektronlari orqali bog’langan. Bu bog’lanishda elektronlar hosil qiladi. Agar kremniy yarim o’tkazgichini elektr zanjiriga ulasak, bu zanjirdan past temperaturada tok o’tmaganligini ko’ramiz. Bunga sabab, barcha valent elektronlari atomlararo o’zaro bog’lanishda bandligidir. O’tkazuvchanlik elektronlarini hosil qilish uchun valent bog’lanishlarni ayrim joylarini buzish kerak. Buning uchun qo’shimcha energiya zarur. Elektron bunday energiyani kristallni qizdirganda yoki yorug’lik bilan yoritilganda oladi. Haqiqatdan ham kristallni qizdira boshlasak yoki yorug’lik tushira boshlasak, namuna solishtirma qarshiligi o’zgaradi. Buning sababi, tashqaridan olingan qo’shimcha issiqlik energiyasi hisobiga bog’lanishlarning buzilishi natijasida ajralayotgan erkin elektronlarning ko’payishidir. Bog’lanishlardan chiqib ketuvchi bunday elektronlar hisobiga elektronlar chiqqan joylarda atomlar orasida to’liq bo’lmagan bog’lanishlar vujudga keladi. Elektronlarning valent bog’lanishidan chiqib ketishi natijasida hosil bo’lgan va musbat zaryadi ortib qolgan bunday to’liqmas bog’lanishdagi bo’sh o’rinlarni - kavakllar deb yuritilishini yuqorida aytib o’tgan edik. Zaryadlarning tortilish kuchlari ta ‘sirida istalgan bo’sh o’ringa qo’shni bog’lanishdan elektron o’tishi mumkin. Natijada bu o’rinda to’liq bog’lanish tiklanib, kovak qo’shni bog’lanishga ko’chadi. Boshqacha aytganda, elektr toki o’tishida o’tkazuvchanlik elektronlari - erkin elektronlardan tashqari, kovaklarni ketma-ket to’ldirib boruvchi bog’liq elektronlar ham qatnashadi. Quyida esa yarimo’tkazgichlarda xususan, kremniy materiallidagi elektr va elektrofizikaviy xossalarini ko’rib chiqamiz.