12
Fotomüqavimətlərin xarakterik əlaməti onların hər iki istiqamətdə cərəyanı
eyni keçirmələridir. Lakin müəyyən xarakterli xüsusiyyətə malik olan başqa
fotoelementlər də vardır.
Bizim nəzərdən keçirdiyimiz halda fotonlar yarımkeçiricidə xeyli miqdar
elektronları sərbəstləşdirir. Xarici sahə isə onları istiqamətləndirib, əsas
yükdaşıyıcılara əlavə edir. Nəticədə isə keçən cərəyan böyüyür.
13
1.2. Yarımkeçirici elementlər və onların xarakteristikaları
Bərk cismin xassələrinin öyrənilməsinə ən əvvəl onun atomlarının
yerləşməsinə təxminən uyğun gələn həndəsi quruluşundan (strukturundan)
başlamaq lazımdır. Bu həndəsi quruluş kristal qəfəsi adlanır.
Belə fərz olunur ki, sistem öz əsas (həyəcanlanmış) halında olduğu vaxt
kristal qəfəsində atomların tutduqları vəziyyət tam nizamlı vəziyyətdədir. Bu isə
ideallaşdırılmış qəfəsdir. Əslində real kristallarda strukturun düzgünlüyündən
mütləq kənara çıxmalar olur. Məsələn, vakansiya, dislokasiya və s.
Beləliklə, mikroskopmik cəhətdən nə qədər dəqiqliklə hazırlanmış
monokristall olursa-olsun, onda strukturun mütləq dövriliyi ola bilməz. Bu halda
yuxarıda verilən tərifdə atom və ya ionun yaranması nəzərə alınmır. Belə ki, atom
nüvəsi ətrrafında olan elektron buludu nüfuzetmə və defıormasiyaya uğrama
qabilyyətinə malikdir. Atom özü isə (rəqslər öz tarazlıq vəziyyəti ətrafında həmişə
rəqs edir.
Məlum olduğu kimi, yarımkeçiricilərin əksəriyyəti də kristallik quruluşa
malikdir. Kristalı əmələ gətirən struktur elementləri – atomlar, ionlar və molekullar
yuxarıda qeyd etdiyimiz kimi, həndəsi cəhətdən düzgün periodik qəfəs yaradır.
Struktur elementlərinin bu cür nizamlı fəza paylanması kristal cisimləri amorf
cisimlərdən fərqləndirən əsas amildir.
Bu və ya digər kristal əmələ gətirən struktur elementləri fəza qəfəsinin
təpələrində yerləşərək, təpələr ətrafında istilik rəqsləri edir. Beləliklə də
hissəciklərin rəqsi hərəkətlərinin mərkəzinə çevrilir. Temperatur artdıqca
hissəciklərinin rəqs amplitudaları da böyüyür, deməli, rəqs amplitudu keçildikcə
cismin temperaturu uyğun olaraq aşağı düşür.
Məlum olduğu kimi, qaz və mayelərdə molekullar bütün həcm üzrə hərəkət
edə bilirlər. Bərk cisimlərdə isə istilik hərəkəti nizamlı xarakter daşıyır. Əgər bu
hərəkəti nəzərə almasaq, onda kristalın zərrəcikləri məlumdur ki, fəza qəfəsinin
14
uclarına bərkidilmişdir. Ona görə də bubunla əlaqədar olaraq təpələr arasındakı
məsafədən və qəfəsin başqa parametrlərindən danışmaq olar.
Müasir dövrdə işlədilən yarımkeçirici maddələrin sayı get-gedə artır.
Hazırda texnikada ən geniş tətbiq olunan yarımkeçiricilərdən selen, geranium,
silisium və s. haqqında aşağıda məlumat verilmişdir.
Selen. Bu element yarımkeçirici maddələr içərisində ilk dəfə geniş tətbiq
olunan elementdir. Selenin fotoelektrik xassələri XIX əsrin axırlarında tədqiq
edilməyə başlanmışdır. Əsrimizin 30-cu illərində isə selendən ilk dəfə olaraq
düzləndiricilər hazırlamışlar.
Selen yalnız yarımkeçirici cihazlarda deyil, başqa sahələrdə də tətbiq olunur.
Məsələn, qumdan şüşə hazırlandıqda onun tərkibindəki dəmir oksidləri şüşəyə
yaşıl rəng verir. Bu cür şüşəyə selen qatıldıqda, həmin qatılmış selen şüşə kütləsini
rəngsizləşdirir. Selen pəncərə şüşələrinə şəffaflıq verir. Şüşə kütləsinin içərisinə
nisbətən çox miqdarda selen qatmaqla gözəl rənglərə çalan stəkanlar və başqa şüşə
qablar hazırlanır.
Paslanmayan polada qatılmış cüzi miqdarda selen poladın sonrakı mexaniki
davamlılığını artırır.
Təbiətdə selenin miqdarı çox azdır. Yer qabığında selen atomlarının payına
faizin cəmi mində bir hissəsi düşür.
Selen texnikada əsas etibarilə sulfat turşusu zavodlarının tullantılarından və
misin elektroliz yolu ilə təmizlənməsindən yaranan çöküntülərdən alınır. Selenin
ilk dünya istehsalı cəmi bir neçə yün tondur. Germanium və silisium
yarımkeçiricilərinə nisbətən selen ucuzdur.
Bu element 1817-ci ildə tapılmışdır. «Selen» yunan sözü olub, mənası ay
deməkdir. Selenə bu adın verilməsinə səbəb onun tellur elementinə çox
oxşamasıdır. Belə ki, tellur «tellus» sözündən olub, mənası yer deməkdir. Ay
həmişə yer ətrafına fırlanıb onu müşayiət etdiyi kimi, selen də tellura çox oxşayıb,
demək olar ki, onunla bir yerdə tapılır.
15
Selen çox zəhərli maddədir. O, orqanizmə daxil olarsa, baş ağrısına, saçların
tökülməsinə və s. səbəb olur.
Germanium.
Bu
element
yarımkeçiricilər
qrupunun
səciyyəvi
nümayəndəsidir. Germaniumu bəzən «qələmin ucunda ixtira olunmuş element»
adlandırırlar. Bu, təsadüfi deyildir. Hələ germanium elementi kəşf olunmamışdan
əvvəl, 1871-ci ildə böyük rus kimyaçısı D.I.Mendeleyev özünəməxsus dahiliklə
həmin elementin təbiətdə tapılacağını söyləmişdir. Bu əhvalatdan 15 il keçdikdən
sonra alman kimyaçısı Vinkler Meqndeleyevin təsəvvür etdiyi elementi tapmış və
vətəninin şərəfinə onu germanium adlandırmışdır.
Yarımkeçirici maddə kimi germanium müəyyən xüsusiyyətlərinə görə
selendən üstündür. Lakin selenin də özünəməxsus üstünlükləri vardır. Germanium
təbiətdə çox yayılmışdır. Yer qabığında germaniumun miqdarı qurğuşununkundan
yeddi dəfə çoxdur. Lakin germanium yer qabığında çox səpələnmiş haldadır. Onun
yeganə filiz mənbəyi olan germanit Cənubi Afrikadadır.
Germaniuma sink filizlərində, kömür tozunda və hətta dəniz suyunda da
təsadüf edilir. Lakin bununla bərabər onun miqdarı faizin onda və yüzdə biri qədər
olur. Cəmi 1 kq germanium almaq üçün 2500 ton sink filizi işlətmək lazım gəlir.
Germaniumdan yarımkeçiricilər texnikasında əsas etibarilə radio
lampalarını əvəz edən kristallik diod və triodlarda istifadə olunur.
Silisium. Bu fotoelementlər ilk dəfə olaraq 1953-cü ildə Q.L.Pirson,
D.M.Çanin və K.S.Füler tərəfindən ixtira edilmişdir. Silisium təbiətdə ən çox
yayılmış elementlərdən biridir. O, yer qabığının 27%-ni təşkil edir. Öz xassələrinə
görə silisium germaniuma çox oxşayır.
Silisium boz rəngli bərk maddə olub, yüksək ərimə temperaturuna malikdir.
Silisium elementini ilk dəfə 1825-ci ildə isveç kimyaçısı Borselius kəşf etmişdir.
Silisium yarımkeçirici maddələrdən ən çox yayılmışı və eyni zamanda ən
bahalısıdır.
Dostları ilə paylaş: |