Z. M. Bobur nomidagi andijon davlat universiteti magistratura bo‘limi

§ 2.1. Sof yarimo`tkazgichlarda lazer nurini hosil qilish 

 

 

Yarimo`tkazgichli modda kremniy yoki germaniy atomining tashqi elektron 

qobig’ida  to`rtta  valent  elektronga  ega.  Ushbu  moddalarning  fazaviy  kristall 

panjarasi  o`zaro  valent  elektronlar  orqali  bog’langan  atomlardan  tashkil  topgan, 

atomlarning    bunday  bog’lanishi  kovalaent  bog’lanish  deb  ataladi. 

Yarimo`tkazgichni  sof  aralashmasiz  elektr  o`tkazuvchanligi  yoki  invers  bandlik 

hosil bo`lishi 13-rasmda keltirilgan energetik struktura orqali tushuntirish qulay.                                                                  

---

 

42 

 

13-rasm.Yarim o`tkazgichning energetik strukturasi 

 

 

Harorat  mutloq  nolda  yarimo`tkazgichdagi  barcha  elektronlar  yadro  bilan 

bog’langan  bo`lib,  ular  valent  sohada  joylashgan  bo`ladi.  Va  bu  holda 

yarimo`tkazgich  dielektrikdan  farq  qilmaydi.  Harorat  orta  boshlagan    sari  valent 

sohasida  bog’langan  elektronlar  energiyasi  ortib,  ular  yadro  bilan  bog’lanishni 

uzib,  o`tkazuvchanik  sohasiga  o`ta  boshlaydi.  Shunday  qilib,  o`tkazuvchanik 

sohasida  erkin  elektron  tok  tashuvchilar,  valent  sohada    kovak  tok  tashuvchilar 

paydo  bo`ladi.  Bir  vaqtning  o`zida  sof  yarim  o`tkazgichli  moddada  elektronli  va 

kovakli  o`tkazuvchanlik  paydo  bo`ladi.  Issiqlik  ta’sirida  ushbu  elektronlar  va 

kovaklar tartibsiz harakatda bo`ladilar hamda uchrashib rekombinatsiyalashadi. Bu 

jarayon  13-rasmda  o`tkazuvchanlik  sohasidan  valent  sohaga  yo`nalgan  punkitli 

chiziq bilan ko`rsatilgan. Sof yarim o`tkazgichlarni erkin elektronlari va kovaklarni 

issiqlik  ta’siridan,  tashqi  katta  energiyali  elektronlar  radioaktiv  nurlanish  yoki 

fotonlar  oqimi  bilan  hosil  qilish  mumkin.  Ushbu  usulning  sxematik  chizmasi  14-

rasmda keltirilgan. 

 

 

 

                 

 

 

14-rasm. Elektronlar oqimi bilan sof yarimo`tkazgich  kogarent nurlanish olishning sxematik 

chizmasi 

---

 

43 

 

 

Plastinkalarning  olti  tomonindan  ikki  qarama-qarshi  tomoni  14-rasmda 

ko`rsatilgandek  silliqlangan  va  ular  optik  ko`zgu  vazifasini  bajaradilar,  qolgan 

tomonlari g’adir-budur qilib ishlov berilgan. Energiyasi 50 va 100 keV elektronlar 

oqimi  yassi  plastina  ichiga  kirib  boradi  va  undagi  bog’langan  elektronlar  bilan 

to`qnashib, ularni  uzib,  valent  sohadan  o`tkazuvchanlik  sohasiga  o`tkazadilar.  Bu 

elektronlar  o`tkazuvchanlik  sohasining  tubida  to`planishadi.  Valent  sohada 

bog’lanishdan  uzilgan  elektronlar    o`rnida  esa  kovaklar  paydo  bo`ladi  va  ular 

valent sohaning yuqori qismida to`planadi. Bu holatda o`tkazuvchanlik sohasidagi 

erkin  elektronlar  soni  termodinamik  muvozanat  holatidagi    yarim  o`tkazgichning 

o`tkazuvchanlik sohasidagi erkin elektronlar sonidan ko`p bo`ladi va o`z navbatida 

valent    sohasidagi  kovaklar  soni  termodinamik  muvozanat  holatidagi    yarim 

o`tkazgichning  valent  sohasidagi  erkin  kovaklar  sonidan  ortiq  bo`ladi.  Sof 

yarimo`tkazgichning ushbu holatga invers bandlik holati deyiladi. 

 

 

Sof  yarimo`tkazgichning  hajmining  biror  nuqtasida  zarralarning  issiqlik 

ta’siridan  tartibsiz  harakat  natijasida  erkin  elektronlar  va  kovaklar  uchrashib, 

rekombinatsiya  natijasida  nurlanish  beradi.  Bu  nurlanish      barcha  yo`nalishlarda 

tarqaladi  va  sirti    ko`zgu  bo`lgan  tomonlardan  ko`proq  aks  etadi.  Bu  nurlanish 

invers  bandlik  hosil  bo`lgan  yarimo`tkazgichdan  o`tishi  natijasida  elektronlar  va 

kovaklar  bilan  ta’sirlashib,  ularni  majburlab    rekombinatsiyalashtirishi  natijasida 

parametrlari  bo`yicha,  o`ziga  aynan  o`xshagan  hamda  tarqalish  yo`nalishi  bilan 

mos  tushgan  majburiy  nurlanishlar  hosil  qiladi.  Ushbu  yo`nalishida  tarqalayotgan 

nurlanishlar  yarimo`tkazgichning  ko`zguli  sirtlarida  ko`p  martalab  aks  etib, 

yarimo`tkazgichdan  ko`p  marta  o`tishi  natijasida  elektronlar  va  kovaklarni 

majburiy      rekombinatsiyalarini  tashkil  etadi  va  majburiy      nurlanishlar  miqdori 

ortib  boradi.  Bu  jarayonda  bir  qism  nurlanish  yarimo`tkazgichning  ko`zguli  sirt 

tomonlaridan  chiqib  turadi.  Albatta  bu  jarayon  uzluksiz  davom  etishi  uchun 

yarimo`tkazgich  plastinaga  tashqaridan  uzluksiz  ravishda  elektronlar  kiritilib 

turishi  kerak.  Tajribalarni  ko`rsatishicha  bu  usuldagi  damlash  jarayonida 

---

 

44 

yarimo`tkazgich  plastina  tez  qizib  ketadi  va  shuning  uchun  u  majburiy  ravishda 

sovutilib turilishi zarur. [19]