Lazerlar fizikasidan laboratoriya ishlari

Bu xildagi yarim 
o`tkazgichlarda zaryad tashuvchilar asosan, o`tkazish zonasidagi 
elektronlar xisob-lanadi va bu xildagi yarim o`tkazgichlar 
n
-tipidagi 
yarim o`tkazgichlar deb ataladi
. 
Akseptorli kirishmali yarim 
o`tkazgichlarda elektronlarning valent zonasidan akseptor satxiga 
o`tishi katta extimoliyatga ega. Natijada valent zonasida ko`p 
teshiklar hosil bo`ladi (o`tkazish zonasida esa, elektronlar juda oz 
bo`ladi) va bu kovaklar zaryad tashuvchi xisoblanadi. Bu xildagi 
yarim o`tkazgichlar 
p-
turdagi yarim o`tkazgichlar deb ataladi.
Yuqorida qaragan holatllarimiz issiqdan muvozanat bo`lgan yarim 
o`tkazgichlarga tegishli edi. Xususan, ideal yarim o`tkazgichda absolyut 
nol temperaturadan yuqori temperaturada tokni (yoki o`tkazuvchanlikni) 
hosil bo`lishida, o`tkazish zonasida elektronlarni hosil bo`lishida, issiqlik 
xarakati asosiy ro‘l uynaydi yoki musbat absolyut temperaturada zonalar 

---

orasida issiqlik muvozanati hosil bo`lishi xisobiga, o`tkazish zonasida 
elektronlar hosil bo`ladi. Issiqlik muvozanati holatlida bo`lgan yarim 
o`tkazgichlar lazer uchun yaroqsiz xisoblanadi. Lazerlar uchun, 
foydalanish uchun, yarim o`tkazgichdagi zard tashuvchilar nomuvozanat 
holatlida bo`lishi kerak. 
Yarim o`tkazgichlarni bu holatlga har xil yullar bilan o`tkazish mumkin. 
Lazerlarda foydalaniladigan yarim o`tkazgichlarda bu maqsadda uch xil 
usuldan foydalaniladi:
1) yarim o`tkazgichlar katta chastotadagi tashqi nurlanish bilan 
yoritiladi (optik uyg`otish usuli);
2) yarim o`tkazgichlar elektron oqimi bilan nurlantiriladi; 
3) tashqi elektr maydonidan foydalaniladi. Keyingi holatlda p-n 
o`tishlardan foydalanish eng samarali xisoblanadi.
Zaryad tashuvchilarning konsentrasiyasi nomuvozanat bo`lgan yarim 
o`tkazgichlarda 
nurlanish 
rekombinasiyasini 
qarab 
chiqamiz. 
Rekombinasiya jarayoni erkin zaryad tashuvchilar jufti elektron va 
teshiklarning yuqolishiga olib keladigan jarayon xisoblanadi. Umuman 
olganda, rekombinasiya tufayli ajralib chikkan energiya uch xil jarayon 
ko‘rinishida amalga oshadi:
-
foton hosil bo`lishi (nurlanish rekombinasiyasi),
-
panjaraning qizishi (fononlar hosil bo`lishi),
-
zard tashuvchilarning kinetik energiyasini oshishi (
Oje
rekombinasiyasi).
Lazer nurlanishi shu jarayonlarning birinchisi bilan ya‘ni nurlanish 
rekombinasiyasi bilan bog`liq.
Yuqorida keltirilgan 64-rasmga binoan, yarim o`tkazgichlarda nurlanish 
rekombinasiyasi zonalar orasidagi o`tishlarda (1 strelka) va zonalardan 
kirishma satxiga o‘tganda (strelka 2) hosil bo`lishi mumkin. 44-rasmda 
akseptor satxi orqali rekombinasiya ko‘rsatilgan. Bu jarayonda elektron 
akseptor satxiga nurlanish bilan o‘tadi va keyin valent zonasidagi teshik 
bilan rekombinasiyalanadi. Bundan tashqari rekombinasiya donor satxi 
orqali xam bo`lishi mumkin. Bunda, o`tkazish zonasidagi elektron donor 
satxiga o‘tadi va undan nurlanish orqali valent zonasiga o‘tadi. Nixoyat, 
nurlanish rekombinasiyasi ikkala kirishma satxi orqali xam amalga oshishi 
mumkin (strelka 2). 
Yuqorida qaraganimizdek, aktiv muxitning ishchi satxlari kuchaytirish 
xususiyatlariga ega bo`lishi uchun ishchi satxlari orasida manfiy 
temperatura hosil qilish kerak. Yarim o`tkazgichlarni elektromagnit 
nurlanishini kuchaytirish imkoniyatlarni qarab chiqamiz.

---

19-rasm. Zona-zona o`tishlarida yarim o`tkazgichlarda
manfiy temperatura bo`lish shartiga tegishi
sxema.