Optik tolali lazerlar? Ularning kristallarning xossalariga ta’sirini o’rganish
Lazer nurlarining polikristall tuzilmalari xossalariga ta’siri
Yüklə 1,54 Mb. Pdf görüntüsü
|
| 3.3. Lazer nurlarining polikristall tuzilmalari xossalariga ta’siri
Oldingibanda yarimo‘tkazgichli tuzilmalarning mikrotuzilmasi polikristal tuzilishga ega ekanligini ko‘rib o‘tdik. Masalan, polikristal kremniy tuzilishi jihatidan, donadarlik va donadorliklararo chega sohalaridan iborat. Shuningdek, zol-gel metodi bilan olingan nanotuzilmalar ham tuzilishi jihatidan, polikristal tuzilishga ega. Adabiyotlar taxlillaridan ko‘rinadiki, polikrital yarimo‘tkazgichlarning asosiy elektrofizik yoki fotoelektrik, shuningdek, bashqa fizik xossalari donadorliklararo chegara sohalarining xususiyatlariga bo‘g‘liq. Mikroo‘lchamli polikristal yarimo‘tkazgichlarning fizik xossalari donadorliklararo chegara shohalarining elektron holatlari bilan izohlanadi. Polikristal yarimo‘tkazgichlar olish jarayonida saqlanib qolgan qoldiq kirishmali holatlar bu sohada turli rekombinasion markazlarni hosil qilib, zaryad tashuvchilar uchun potensial to‘siq bo‘lib qoladi. Bu esa o‘z navbatida polikristal yarimo‘tkazgichlarning boshqa xarakteristikalariga salbiy ta‘sir ko‘rsatadi. Nanotuzilmalarda essa bu sohada yuz beruvchi fizik jarayonlar kvant o‘lchamli effektlar asosida tushuntiriladi. Nanotuzilmali yarimo‘tkazgichlar olish jarayoni murakkab texnologiyalarni talab qiladi. Mazkur ishda bunday tuzilmalarni olish imkoniyati bo‘lmadi. Biroq ishda mikroo‘lchamli polikristal kremniy naminalaridan foydallanildi. Mikroo‘lchamli polikristal kremniyning xossalariga lazer nirlarining ta‘sirini o‘rganish uchun donadorliklar o‘lchami 200-300 mkm bo‘lgan polikristal kremniydan foydalanildi. Bu turdagi polikristall kremniyning mikrotuzilmasiga bog‘lik natijalar oldingi bandlarda ko‘rib o‘tilgan. Lazer nurlari manbai sifatida 0,88 mkm to‘lqin uzunligidagi lazerlardan foydalanildi. Polikristall kremni donadorliklar va uning chegara sohalarini alohi-alohida o‘rganish uchun optik tolalardan foydalanildi. Optik tola diametri 40 nanometrni tashkil qiladi. Optik tola namina sirtiga prpendikulyar joylashgan. Namuna tutgich namuna bilan birgalikda xy tekisligi bo‘ylab erkin harakat qiladi. Qurilmaning tuzilishi va uning ishlash prinsipi ikkinch bobda keltirilgan. 68 2.8-rasmda dastlabki olingan natijalar keltirilgan. Olingan natijalardan ko‘rinadiki, donadorlik va donadorliklararo chegara sohalarining lazer nurlariga sezgirligi bir-biridan farq qiladi. Jumladan, lazer nurlari donadorlik sirtiga tushganda uning lazer nurlariga ta‘siri sezilarli darajada bo‘lsa, optik toladantushyotgan lazer nurlari donadorliklararo chegara sohalariga yaqinlashishi bilan fototok kamayib hatto uning qiymati nul holatgacha o‘zgarishi mimkin ekan. Aksincha, optik tola orqali tushayotgan lazer nurlar dastasi donadorliklararo chegara sohalaridan donadorlik sirtiga o‘tganda fototokning qiymati qayta ortadi. Bu holatni quyidagicha tushuntirish mumkin. 2.8-rasm. Polikristal kremniy donadorlik va donadorliklararo chegara sohalariniing lazer nurlariga sezgirligi. Oldingi banda ko‘rib o‘tdikki, polikristall kremniy kristalchasi chegara sohalarida turli kimyoviy birikmalar mavjud bo‗lib, ularning miqdori kristalcha 69 markazidan sirt tomonga ortib borgan, lekin, kremniy atomlarining miqdori kamaygan holatda taqsimlangan. Ular birinchidan, kristalcha sirtida turli g‗adir- budirliklarning hosil bo‘lishiga olib kelsa, ikkinchidan, ular zaryad tashuvchilar uchun rekombinasiya markazlari hisoblanadi. Zaryad tashuvchilarning bu markazlarda ushlanishi natijasida bisinchidan donadorliklararo chegara sohalari solishtirma qarshiligining ortishiga, bu esa o‘z navbatida polikristall yarimo‘tkazgichlarning umimiy solishtirma qarshiligining ortishiga olib keladi. Ikkinchidan, bu jarayonda rekombinasiya markazlarida ushlanayotgan zaryad tashuvchilar konsentrasiyasining ortishi umumiy zaryad tashuvchilar konsentrasiyasining kamayishiga olib keladi. Shuningdek, bu jarayonda tok ham kamayadi. Demak, lazer nurlari ta‘sirida hosil bo‘lgan elektron-kovak juftlilari bu markazlar ta‘siriga tushib bartaraf bo‘ladi. Ya‘ni zaryad tashuvchilarning rekombinasiya markazlarida ushlanadi. Bu esa fototokning kamayishiga olib keladi. Hozirgi vaqtda bunday markazlarni boshqarish usullarini o‘rganish mikro- va nanoelektronika hamda fotoenergetikadagi asosiy muammolardan biri hisoblanadi. Adabiyotlar taxlillaridan ko‘rinadiki, bir vaqtning o‘zida ham monoxromatik nurlar hamda temperatura ta‘sir qilinganda donadorlik hamda donadorliklararo chegara sohalarida electron kovak juftliklari hosil bo‘ladi. Bu jarayon kirishmali issiqlik fotovoltaik effektlar asosida tishuntirilgan. Bizning holatda ham temperatura ortib borishi bilan donadorlik chegara sohalarida electron kovak juftliklari hosil bo‘ladi. Bu esa o‘z navbatida fototokning ortishiga olib keladi. Olingan natijalar asosida quyidagi xulosa va mulohazalarni yuritish mumkin. Birinchidan, optik tolali lazerlarning qo‘llanilishi polikristall xususiyatga ega bo‘lgan mikro- yoki nanoo‘lchamli tuzilmalarning donadorlik va donadorliklararo chegara sohalarini aniqlash imkonini beradi. Ikkinchidan, optoelektronika va fotoenegetikada optik tolali lazerlarning qo‘llanilishi polikristall yarimo‘tkazgichlardagi donadorliklararo chegara sohalarini boshqarish imkonini beradi. Uchinchidan, olingan natijalar mikro- va nanotuzilmali yarimo‘tkazgichlarning fizik xossalarini tushuntirishda muhim ahamiyatga ega. |