14-mavzu: Har xil turdagi yarimo’tkazgichlarda fotoelektrik hodisalar. Reja

14-mavzu: Har xil turdagi yarimo’tkazgichlarda fotoelektrik hodisalar.
Reja:
1. Nurlanishli fotoo’tkazgichlar.
2. Polikristall fotoo’tkazgichlar.

Yorug’lik nurlanishi datchiklarini (fotoo’tkazgichlarni) va boshqa asboblarni tayyorlashda parda, tabletka, qatlamlar ko’rinishidagi polikristall yarimo’tkazgichlar keng qo’llaniladi. Polikristall moddalar tuzilishi va xususiyatlari monokristallarnikidan farq qiladi hamda ular o’ziga xos tok o’tish va fotosezgirlik mexanizmlariga ega bo’ladilar. Polikristall moddalarda sirt xodisalari juda katta ahamiyatga egadir (ayniqsa pardalarda, chunki ularda sirt yuzining hajmga nisbati katta bo’ladi).

Dastavval polikristallni tashkil etgan monokristall donalar (kristallchalar) chegaralarining elektrofizik xossalari va ularda tok o’tish mexanizmlarini qarab chiqamiz. Polikristall parda tarkibidagi kristall donalarni bir-biridan ajratib turadigan chegaralar parda o’sishining kaolestsent bosqichida qo’shni kristallchalar orientatsiyasining buzilishi oqibatida vujudga keladi. Ular polikristallni o’stirish jarayonida donalardan ajralib chiqqan kirishmalar va nuqsonlar yuqori zichlikka ega bo’lgan sohalardan iboratdir. Odatda kristall donalar orasidagi chegaralar uch turga bo’linadi:
1. Kogerent o’xshash kristallchalar orasidagi chegaralar. Ular elektr jihatdan kichik aktivlikka egadir.
2. Donalar (kristallchalar) orasidagi kichik burchakli chegaralar. Ular kristall panjara deformatsiyasi bilan bog’liq bo’lgan chegaraviy dislokatsiyalar va kuchlanishlar maydoniga egadir. Bunday chegaralar o’rtacha elektr aktivlikka ega bo’ladilar.
3. Donalar orasidagi katta burchakli chegaralar va nokogerent o’xshash donalar orasidagi chegaralar. Ularda dislokatsiya kontsentratsiyasi yuqori, kristall panjara deformatsiyasi va kirishmalar segregatsiyasi katta bo’ladi. Bunday chegaraviy qatlamlar elektr jihatdan juda aktiv bo’ladi. Ularda energiyaning yangi sathlari hosil bo’ladi. Buaday sathlar vujudga kelishi sabablari: panjara atomiy tekisliklar oralig’ining o’zgarishi, deformatsiya maydonlari paydo bo’lishi, uzilgan bog’lanishlarning hosil bo’lishidir. Nuqsonlarning yoki kirishmalarning energetik sathlaridagi elektr zaryadi bilan bog’liq donachalar chegarasida quyidagi hodisalar yuz berishi mumkin:
a) baʼzi bir moddalarda ajralish chegarasi bo’ylab deyarli “metall” o’tkazuvchanlik paydo bo’ladi;
b ) chegaralardagi holatlar zaryad bilan to’ldiriladi va buning oqibatida potensial to’siqlar hosil bo’lib, parda bo’ylab tok o’tkazuvchanligi harakteriga taʼsir qiladi;
v) chegaralar sirtida asosiy bo’lmagan zaryad tashuvchilar uchun rekombinatsiya markazlari rolini o’taydigan energetik sathlar shakllanadi.
Аgar n - tipli donaning chegara sirtida aktseptor holatlar (masalan CdS donalari chegarasida so’rilgan kislorod) bo’lsa, hajmiy zaryad sohasi qo’shni donalar hajmiga ham kiradi va potensial to’siq hosil bo’ladi (14.1-rasm).