Yarimötkazgiçlar
Manba: ÖzME, 10-jild (2000–2005), «Özbekiston milliy ensiklopediyasi» Davlat ilmiy naşriyoti · elektron nusxa: ziyouz.com kutubxonasi, 90–91-b. — ziyouz.com
Yarimötkazgiçlar — elektr tokini yaxşi ötkazuvçi moddalar (ötkazgiçlar, asosan, metallar) va elektr tokini amalda ötkazmaydigan moddalar (dielektriklar) orasidagi oraliq vaziyatni egallaydigan moddalar. Mendeleyev davriy sistemasida II, III, IV, V va VI guruhlarda joylaşgan köpçilik elementlar. ularning bir qator birikmalari Ya. jumlasiga kiradi. Ya.da ham metallardagi kabi elektr ötkazuvçanlik elektronlarning harakati tufayli yuzaga keladi. Biroq elektronlarning harakatlaniş şaroitlari metallar va Ya.da turliça böladi. Ya. quyidagi asosiy xususiyatlarga ega: Ya.ning elektr ötkazuvçanligi t-ra kötarilişi bilan ortib boradi (mas, t-ra 1 K ga ortganda Ya.ning soliştirma ötkazuvçanligi 16—17 marta ortadi); Ya.ning elektr ötkazuvçanligida erkin elektronlardan taşqari atom bilan boğlangan elektronlar ham iştirok etadi (ba'zi hollarda boğlangan elektronlar asosiy rol öynaydi); sof Ya.ga oz mikdorda qöşilma kiritib, uning ötkazuvçanligini keskin özgartiriş mumkin (mas, 0,01% qöşilma kiritilganda Ya. ning ötkazuvçanligi 10000 marta ortib ketadi).
Past tralarda Ya.ning soliştirma qarşiligi juda katta böladi va amalda ular izolyator hisoblanadi, lekin t-ra ortişi bilan ularda zaryad taşuvçilarning konsentratsiyasi keskin ortadi. Mas, sof kremniyda 20° trada erkin elektronlar konsentratsiyasi ~1017 m~3 bölsa. 700° da 1024 m»3 gaça, ya'ni million martadan köproq ortadi. Ya.da erkin elektronlar konsentratsiyasining traga bunday keskin boğlikligi ötkazuvçanlik elektronlari issiqlik harakati ta'sirida hosil bölişini körsatadi. Yarimötkazgiç kristallda atomlar valent elektronlari yordamida özaro boğlangan. Atomlarning issiqlik tebranişlari vaqtida issiqlik energiyasi valent elektronlar orasida notekis taqsimlanadi. Ayrim elektronlar öz atomi bilan boğlanişni uzib, kristallda erkin köçib yuriş imkonini beradigan yetarli miqdordagi issiqlik energiyasiga ega bölib qolişi va erkin elektronlarga aylanişi mumkin.
Taşqi elektr maydon bölmaganda bu erkin elektronlar tartibsiz harakat qiladi. Elektr maydon ta'sirida esa maydonga qarşi yönalişda tartiblangan harakatga kelib, Ya.da tok hosil qiladi. Erkin elektronlar yuzaga keltirgan ötkazuvçanlik elektron yoki ptip ötkazuvçanlik deb ataladi.
Boğlangan elektronning öz atomini «taşlab ketişi» atomning elektr neytralligini buzadi. unda «ketib qolgan» elektron zaryadiga miqdoran teng musbat zaryad — teşik vujudga keladi. Taşqi elektr maydon bölmaganda elektronlar ham, teşiklar ham tartibsiz harakatlanadi, taşqi maydon bölganda esa elektronlar maydonga qarşi, teşiklar maydon böylab köçadi. Teşiklarning köçişi bilan bogliq ötkazuvçanlik teşikli yoki rtmp ötkazuvçanlik deyiladi. Erkin elektronlar soni bilan teşiklar soni bir-biriga tengligi tuşunarli. Aniklanişiça, ularning harakatlaniş tezligi ham bir xil ekan. Demak, Ya.dagi tok ayni vaqtda ham elektron, ham teşikli ötkazuvçanlikdan vujudga keladi. Bunday elektronteşikli ötkazuvçanlik Ya.ning xususiy ötkazuvçanligi deyiladi. Xususiy ötkazuvçanlik sof Ya.da kuzatiladi. Biroq tabiatda sof Ya. yöq. Ba'zi qöşilmalar Ya.ni erkin elektronlar bilan boyitsa, boşqa ba'zi qöşilmalar teşiklar bilan boyitadi. Ya.da yuzaga keladigan bunday ötkazuvçanlik qöşilmali ötkazuvçanlik deb ataladi.
Agar asosiy Ya. atomi örniga elementlar davriy sistemasida undan keyingi guruhda turgan element atomi kiritilsa, bu qöşilma atomning bitta valent elektroni atomlararo boğlanişda iştirok etmaydi va erkin elektronlar safiga qöşiladi, binobarin, itip ötkazuvçanlik ortadi. Va, aksinça, undan oldingi örinda turgan element atomi kiritilsa, atomlararo töla boğlanişda 1 ta elektron yetişmaydi, teşik hosil böladi. Bunda rtip ötkazuvçanlik ortadi. Qöşimça birinçi holda donor (elektron beruvçi) qöşilma, ikkinçi holda esa akseptor (elektron oluvçi) qöşilma deb ataladi.
Şunday qilib, Ya.ning elektr ötkazuvçanligi xususiy va aralaşmali ötkazuvçanliklar yiğindisidan iborat böladi. Yuqori tralarda xususiy ötkazuvçanlik, past tralarda esa qöşilmali ötkazuvçanlik asosiy rol öynaydi.
Sunnat Ğoipov.
Asl matn (kirill, PDF'dagidek)
ЯРИМЎТКАЗГИЧЛАР — электр токини яхши ўтказувчи моддалар (ўтказгичлар, асосан, металлар) ва электр токини амалда ўтказмайдиган моддалар (диэлектриклар) орасидаги оралиқ вазиятни эгаллайдиган моддалар. Менделеев даврий системасида II, III, IV, V ва VI гуруҳларда жойлашган кўпчилик элементлар. уларнинг бир қатор бирикмалари Я. жумласига киради. Я.да ҳам металлардаги каби электр ўтказувчанлик электронларнинг ҳаракати туфайли юзага келади. Бироқ электронларнинг ҳаракатланиш шароитлари металлар ва Я.да турлича бўлади. Я. қуйидаги асосий хусусиятларга эга: Я.нинг электр ўтказувчанлиги т-ра кўтарилиши билан ортиб боради (мас, т-ра 1 К га ортганда Я.нинг солиштирма ўтказувчанлиги 16—17 марта ортади); Я.нинг электр ўтказувчанлигида эркин электронлардан ташқари атом билан боғланган электронлар ҳам иштирок этади (баъзи ҳолларда боғланган электронлар асосий роль ўйнайди); соф Я.га оз микдорда қўшилма киритиб, унинг ўтказувчанлигини кескин ўзгартириш мумкин (мас, 0,01% қўшилма киритилганда Я. нинг ўтказувчанлиги 10000 марта ортиб кетади).
Паст траларда Я.нинг солиштирма қаршилиги жуда катта бўлади ва амалда улар изолятор ҳисобланади, лекин т-ра ортиши билан уларда заряд ташувчиларнинг концентрацияси кескин ортади. Мас, соф кремнийда 20° трада эркин электронлар концентрацияси ~1017 м~3 бўлса. 700° да 1024 м»3 гача, яъни миллион мартадан кўпроқ ортади. Я.да эркин электронлар концентрациясининг трага бундай кескин боғликлиги ўтказувчанлик электронлари иссиқлик ҳаракати таъсирида ҳосил бўлишини кўрсатади. Яримўтказгич кристаллда атомлар валент электронлари ёрдамида ўзаро боғланган. Атомларнинг иссиқлик тебранишлари вақтида иссиқлик энергияси валент электронлар орасида нотекис тақсимланади. Айрим электронлар ўз атоми билан боғланишни узиб, кристаллда эркин кўчиб юриш имконини берадиган етарли миқдордаги иссиқлик энергиясига эга бўлиб қолиши ва эркин электронларга айланиши мумкин.
Ташқи электр майдон бўлмаганда бу эркин электронлар тартибсиз ҳаракат қилади. Электр майдон таъсирида эса майдонга қарши йўналишда тартибланган ҳаракатга келиб, Я.да ток ҳосил қилади. Эркин электронлар юзага келтирган ўтказувчанлик электрон ёки птип ўтказувчанлик деб аталади.
Боғланган электроннинг ўз атомини «ташлаб кетиши» атомнинг электр нейтраллигини бузади. унда «кетиб қолган» электрон зарядига миқдоран тенг мусбат заряд — тешик вужудга келади. Ташқи электр майдон бўлмаганда электронлар ҳам, тешиклар ҳам тартибсиз ҳаракатланади, ташқи майдон бўлганда эса электронлар майдонга қарши, тешиклар майдон бўйлаб кўчади. Тешикларнинг кўчиши билан боглиқ ўтказувчанлик тешикли ёки ртмп ўтказувчанлик дейилади. Эркин электронлар сони билан тешиклар сони бир-бирига тенглиги тушунарли. Аникланишича, уларнинг ҳаракатланиш тезлиги ҳам бир хил экан. Демак, Я.даги ток айни вақтда ҳам электрон, ҳам тешикли ўтказувчанликдан вужудга келади. Бундай электронтешикли ўтказувчанлик Я.нинг хусусий ўтказувчанлиги дейилади. Хусусий ўтказувчанлик соф Я.да кузатилади. Бироқ табиатда соф Я. йўқ. Баъзи қўшилмалар Я.ни эркин электронлар билан бойитса, бошқа баъзи қўшилмалар тешиклар билан бойитади. Я.да юзага келадиган бундай ўтказувчанлик қўшилмали ўтказувчанлик деб аталади.
Агар асосий Я. атоми ўрнига элементлар даврий системасида ундан кейинги гуруҳда турган элемент атоми киритилса, бу қўшилма атомнинг битта валент электрони атомлараро боғланишда иштирок этмайди ва эркин электронлар сафига қўшилади, бинобарин, итип ўтказувчанлик ортади. Ва, аксинча, ундан олдинги ўринда турган элемент атоми киритилса, атомлараро тўла боғланишда 1 та электрон етишмайди, тешик ҳосил бўлади. Бунда ртип ўтказувчанлик ортади. Қўшимча биринчи ҳолда донор (электрон берувчи) қўшилма, иккинчи ҳолда эса акцептор (электрон олувчи) қўшилма деб аталади.
Шундай қилиб, Я.нинг электр ўтказувчанлиги хусусий ва аралашмали ўтказувчанликлар йиғиндисидан иборат бўлади. Юқори траларда хусусий ўтказувчанлик, паст траларда эса қўшилмали ўтказувчанлик асосий роль ўйнайди.
Суннат Ғоипов.
Matn ÖzME'dan o'zgartirişsiz olingan, faqat yozuvi yangi alifboga o'girilgan. Qisqartmalar asl holida. Xato ko'rsangiz — xabar bering.