|
Yarim o‘tkazgichlarda termoelektrik xodisalar naziraliyeva UmidaxonBog'liq yarim-o-tkazgichlarda-termoelektrik-xodisalar
№4 2022
42
1.4 – rasm metalning kristal panjarasidagi erkin elektronlar harakati.
Erkin elektronlar o‘zlarining betartib issiqlik harakati davomida kristall panjara
tugunlaridagi metal ionlari bilan to‘qnashib turadi. Metal sirtiga yaqin biror elektron
shu to‘qnashishlar natijasida metaldan chiqib ketishi ham mumkin. Buning uchun
uning energiyasi potensial to‘siq deb nomlanuvchi energiyadan yuqori bo‘lishi zarur.
Metalning potensial to‘siq balandligi (energiya birligida) uning chiqish ishi deb
ataladi. Xona haroratsida ko‘p erkin elektronlarning issiqlik xarakat energiyasi
potensial to‘siqni yengib chiqish uchun yetarli bo‘lmaydi. Metal o‘tkazgich chetlariga
potensiallar farqini (kuchlanishni) qo‘ysak, erkin elektronlarning betartib issiqlik
harakatidan tashqari, tartiblangan (bir tomonga yo‘nalgan) harakati paydo bo‘ladi,
ya’ni elektr toki hosil bo‘ladi. Aynan erkin elektronlarning metallardagi yuqori
zichligi ularing yuqori elektrik o‘tkazuvchanligini belgilaydi.
Yarimo‘tkazgichlarning elektr o‘tkazuvchanligi. Endi yarimo‘tkazgich kristali
panjarasini ko‘rib chiqamiz. Yarimo‘tkazgich atomlari kovalent bog‘langan bo‘ladi.
Misol sifatida to‘rt valent elektronli germaniy (Ge) kristalini ko‘rib chiqamiz.
Kovalent bog‘larning mustahkamligi tufayli germaniy kristalidagi elektronlar
metalldagilarga nisbatan ancha mustahkam joylashib olgan. Shuning uchun oddiy
sharoitlarda erkin ya’ni yaxshi joylasha olmagan bog‘lanmagan, erkin elektronlar
kam bo‘lganligi uchun ularning o‘tkazuvchanligi metalarnikidan ko‘p marta
kichikdir. Bunday kristal bo‘lagi chetlariga elektrik kuchlanish bersak nima bo‘ladi?
Biz kristallga 0
0
K da katta kuchlanish qo‘yib unda kuchli elektrik maydon hosil
qilganimizda
ham,
u
maydon
atomlarning
elektron
orbitalarini
ozgina
deformatsiyalaydi xolos, atomlar orasidagi elektronlarni uzib tashlay olmaydi.
Natijada erkin elektronlar hosil bo‘lmaydi, tok ham ortmaydi. Shunday qilib toza
germaniy 0
0
K da (past haroratlarda) bu dielektrikdir.
Germaniy kristalida erkin elektronlar hosil bo‘lishi uchun qandaydir yo‘l bilan
atomlar orasidagi kovalent bog‘larni uzish kerak. Bunga turli yo‘llar bilan erishish
mumkin. Ulardan biri bu kristallni qizdirishdir. Unda bir qism valent elektronlar
qo‘shimcha issiqlik energiya ta’sirida kovalent bog‘lanishdan uzilib chiqib ketadi.
Faraz qilaylik, qizdirish natijasida atomlar orasidagi bir bog‘lanish uzildi, urib
chiqarilgan elektron esa erkin elektronga aylanadi.
Bunda uzilgan bog‘ (kovak)
bilan nima sodir bo‘ladi?
|
| |
