Optik tolali lazerlar? Ularning kristallarning xossalariga ta’sirini o’rganish

I
d
U
53
,
4
(2.4) 
bu yerda; 
U
- potensiallar farqi, 
I
- ishchi tok, 
d
- namuna qalinligi. 

---

54 
2.8 – rasm. Mikro- va nanotuzilmalarning lazer nurlariga sezgirligini o‗rganish 
uchun mo‗ljallangan qurilmaning ishlash prinsipial sxemasi. 
Namunalarning elektrofizik xarakteristikalarining temperaturaga bog‗liqligini 
o‗rganish uchun 300 800 K oraliqlarda ishlovchi, Xoll effektiga asoslangan 
mahsus qurilma tayyorlandi va qo‗llanildi. Qurilmaning sxemasi 2.9-rasmda 
tasvirlangan. Bu qurilma tuzilishi jihatidan asosan uch qismdan iborat: birinchisi 
namunaga tok uzatuvchi IUS-1 qurilma; ikkinchisi, potensiallar farqini qayd qilib 
boruvchi Sh-300 markali qurilma, o‗zi yozib boruvchi yozuv qurilmasi va nihoyat 
uchunchisi o‗rganilayotgan namunani 300 800 K oraliqlarda qizdirish hamda 
namuna temperaturasini qayd qilib boruvchi Sh-300 markali qurilmaga ulangan 
xromel-alyumel 
termoparalardan iborat. Tadqiqot ob‘ekti termoizolyator 
(
) bilan o‗ralgan. 
Bunda Xoll doimiysi quyidagicha aniqlandi: 
H
I
d
U
x
R
8
10
(2.5)
 
bu yerda; 
N 
- magnit maydon kuchlanganligi.

---

55 
Magnit maydon kuchlanganligi qiymati kovak o‗tkazuvchanli namunalar 
uchun 6000 
ersted,
elektron o‗tkazuvchanli uchun 3500 
ersted
qilib olindi. 
2.9-rasm. Xoll effektiga asoslangan mahsus qurilmaning sxemasi. 
Namunalarning 
solishtirma 
qarshiliklari 
quyidagi 
formula 
yordamida 
aniqlandi:
ff
I
d
U
x
53
,
4
(2.6) 
bu yerda; 
ff -
tuzatish koeffitsenti. Zaryad tashuvchilar harakatchanligi: 
x
x
R
x
(2.7) 
Zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi:
x
R
n
18
10
2
,
6
(2.8) 
Tadqiqotlar olib borish uchun namunalar 10x10 
mm
o‗lchamlarda qirqildi. 
Namunalarning sirtiga 3-5 
mm 
oralig‗ida o‗zaro simmetrik bo‗lgan to‗rta kontakt 
hosil qilindi. Solishtirma qarshilik hamda harakatchanlik ( ) ni aniqlash hamda 
hisoblash ishlarini yengilashtirish maqsadida, har ikkala hol uchun ishchi toki 
I=4,53 (mkA) 
qilib olindi. Bunda yo‗l quyilgan o‗lchash xatoligi KDB-10 dan 
olingan namuna etaloni bilan 1 5 % ni tashkil qiladi. Namunalarning elektrofizik 
parametrlari 300 800 K oraliqlarida o‗rganildi. Olingan natijalar termoelektron 
emissiya modeli yordamida taxlil qilindi. 

---

56 
Polikristal yarimo‗tkazgich elektr o‗tkazuvchanligining temperaturaga 
eksponensial bog‗liqligi Arrenus qonuniga bo‗ynsunadi. O‗rtacha donadorlik 
o‗lchami 
a
, uzunligi 
L
bo‗lgan plikristaldagi 
th
J
tok quyidagicha ifodalanadi: 
))
exp(
1
))(
(
exp(
2
L
U
a
T
A
th
J
(2.9) 
bu yerda, 
L
a
U
- bitta donadorlik chegaralariga tushuvchi kuchlanish. Odatda, 
bu kattalik 
e
kT
ga nisbatan kichik. Bunday holatlarda o‗tkazuvchanlik ( ) ning 
(2.9) formuladagi kuchlanishga bog‗liqligi Teylor qatori yordamida aniqlanadi: 
))
(
exp(
a
T
A
k
e
U
L
th
J
(2.10) 
O‗tkazuvchanlikning faol bog‗liqligi eksperimental natijalar orqali topiladi. 
)
exp(
kT
act
E
(2.11) 
Bu formuladagi 
act
E
- o‗tkazuvchanlik uchun Arenus qonunidagi energiya 
faolligi, 
- 
ning 
0
1
Т
dagi qiymati. (2.11) va (2.12) formulalardan 
quyidagini hosil qilish mumkin: 
)
ln(
)
(
)
(
k
a
T
eA
kT
T
e
T
e
act
E
(2.13) 
Termoelektron emissiya modeliga asosan donadorliklararo chegaralaridagi 
e
e
Fermi sath 
F
E
ga teng:
)
(
)
(
)
(
T
e
T
e
T
F
E
(2.14) 
Polikristal yarimo‗tkazgich donadorligini monotuzilmadan iborat deb olsak, 
uning solishtirma qarshiligini quyidagicha ifodalash mumkin: 
(2.15) 
Bu yerda, 
taqiqlangan zona kengligi. Taqiqlangan zona kengligini 
temperaturaga bog‗liqligini [8] asosida aniqlandi: 

---

57 
T
T
Eg
T
Eg
2
2
1
)
0
(
)
(
(2.16) 
Aynzinger [1] potensial to‗siq balandligini vakansiya va tuzoqlar ionlanish 
energiyasining o‗zgarishi bilan 
E
х
bog‗liqligini keltirgan. Bu yerda, 
х
- 
kimyoviy potensial, bu kattalik termoelektron emissiya modeliga asosan, Fermi 
energetik sathga ya‘ni, legirlanish darajasiga bog‗liq. 
(2.17) 
Bu yerda, 
- zaryad tushvchilar konsentratsiyasi, zaryad tashuvchilar 
konsentratsiyasining temperaturaga bog‗liqligi [6] ishdan olindi. 
- Plank 
doimiysi, 
– zaryad tashuvchilarning effektiv massasi. Potensial to‗siq balandligi 
( ) va 
х
(yoki 
) ni bilgan holda, Ayzinger munasabatidan tuzoqlarning 
ionlanish energiyasi Ye ni aniqlash mumkin:
f
E
E
(2.18) 
Lokallashgan tuzoqlar asosan donadorliklararo chegara soha W kengligida 
joylashadi.
 
Ikki tutashgan donadorlikning umumiy o‗lchami har bir soha 
o‗lchamlari yig‗indisi orqali aniqlanadi: L=2a+W. 
va L ni bilgan holda 
tutashgan soha kengligini quyidagicha aniqlash mumkin [1, 2]:
G
N
q
W
2
2
, (2.19) 
bu yerda, 
2
)
2
2
2
(
q
L
n
G
N
, n~2,46 10
17
sm
-3
– zaryad tashuvchilar 
konsentratsiyasi, - yarimo‗tkazgichning dielektrik singdiruvchanligi.
Donadoliklararo chegra sohalarining zaryad tashuvchilar harakatiga ta‘sirini 
termoelektron emissiya usuli yordamida taxlil qilish aniq mulohaza yuritishga 
yordam beradi.