A navoiy nomidagi samarqand davlat universiteti fizika fakulteti

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7–rasm. Toza va aralashmali yarim o’tkazgichning tuzilishi. 

 

n  –  tip  yarim  o’tkazgichda  ortiqcha  va  oson  harakat  qila  oladigan  elektronlar 

mavjud  bo’lganligi  uchun  bu  elektronlar  yuzadagi  Tamm  sathlarini  to’ldira 

boshlaydi.  Natijada  kristallning  yuza  qismi  manfiy,  yuza  osti  qismi  esa  musbat 

zaryadlanadi  va  donor  elektronlarning  yuzaga  o’tishi  qiyinlasha  boradi;  bu  esa 

zona  chegaralarining  egilishiga  olib  keladi.  Egilish  qismining  kengligi  donor 

elektronlarining  konstentrastiyasiga  bog’liq  bo’ladi.  Donor  elektronlarining 

konstentrastiyasi  qancha  katta  bo’lsa,  egilish  kengligi  L  shuncha  qisqa  bo’ladi; 

chunki  bu  elektronlar  qancha  ko’p  bo’lsa,  shuncha  tez  va  qisqa  masofada 

 

E

B

 

 

 

E

V

 

 

E

F

 

 

E

C

 

E

B

 

 

 

E

С

 

 

E

F

 

 

E

V

 

Toza yarim o’tkazgich (а)n–tur(б)р–tur (в) 

L 

---

Tammning  bo’sh  sathlarini  to’ldirishga  ulguradi  (16,  b  –  rasm).  r  –  tip  yarim 

o’tkazgichda ortiqcha teshiklar mavjud bo’lganligi uchun ular Tamm sathlaridagi 

elektronlarni  o’ziga  qabul  qila  boshlaydi.  Yuza  musbat  yuza  osti  esa  manfiy 

zaryadlanib qoladi (16, v – rasm).  

Shunday qilib yuzada zonalar egilishining vujudga kelishi yarim o’tkazgich n 

–  tip  bo’lsa,  elektronlarning  chiqish  ishini  kattalashtiradi,  r  –  tip  bo’lsa  – 

kamaytiradi.  Rasmdan  ko’rinadiki,  yarim  o’tkazgichlarda  termoelektron  chiqish 

ishi  sirtdagi  (yuzadagi)  Fermi  sathining  holati  bilan  aniqlanadi  va  uning  qiymati 

yarim  o’tkazgichga  qanday  aralashma  kiritilishidan  qat’iy  nazar  (p  –  tipdan  n  – 

tipga o’tsa ham) deyarli o’zgarmaydi, hamda quyidagi formula bilan aniqlanadi: 

g

E

2

1









                             (9) 

Bu  yarim  o’tkazgichlarning  yuzasida  Fermi  sathi  holati  o’zgarmaydi,  ammo 

xajmdagi  Fermi  sathi  o’zgaradi.  Bunday  yarim  o’tkazgichlar  yuzasidagi  Fermi 

sathining holati fiksastiyalangan (muvofiqlashgan) yarim o’tkazgichlar deb ataladi: 

agar u elektronli (donorli, ya’ni n – tip) yarim o’tkazgich bo’lsa, uning yuzasi har 

doim  «manfiy»,  agar  kovakli  (aksteptorli,  ya’ni  r  –  tip)  bo’lsa  –  «musbat» 

zaryadlanadi. 

Ko’rib o’tilgan yarim o’tkazgichlarda fotoelektronlarning chiqish ishi (valent 

zonasining eng yuqori sathidan hisoblanganda) aralashmaning turiga qarab sezilarli 

darajada o’zgaradi. Bu o’zgarishning eng maksimal qiymati yarim o’tkazgichning 

taqiqlangan  zonasi  kengligiga  yaqin  bo’ladi  (masalan,  Si  uchun 



1  eV,  GaAs 

uchun 



1,4 eV). 

Agar yarim o’tkazgich yuzasida zonalar egilishi yo’q deb faraz qilinsa, Fermi 

sathi  fiksastiyalanmagan  bo’ladi.  Bunda  yarim  o’tkazgich  n  –  tipdan  r  –  tipga 

o’tganda  (yoki  aksi)  fotoelektronlar  chiqish  ishi  o’zgarmaydi  va  aksincha 

termoelektronlar  chiqish  ishi  o’zgaradi.  Ammo  deyarli  hamma  yarim 

o’tkazgichlarda  (ayrim  ion  bog’lanishli  birikmalardan  tashqari)  zonalar  egilishi 

kuzatiladi. 

---

Zonalar  chegaralarining  egilishi  toza  va  aralashmali  kremniyda  yaqqol 

ko’rinadi.  GaAs  va  GaP  kabi  ikki  komponentli  yarim  o’tkazgichlarda  yuzadagi 

atomlarning  joylashishi  hajmdagi  joylashishga  juda  yaqin  bo’ladi,  ya’ni  1



1 

tuzilish  hosil  bo’ladi.  Ammo  real  holda  hattoki  qisman  ion  bog’lanishga  ega 

bo’lgan  kristallarda  ham  ma’lum  bir  miqdorda  relaksastiya  yoki  rekonstrukstiya 

ro’y  beradi.  Natijada  yuzada  bitta  qatorda  turishi  kerak  bo’lgan  atomlar  bir  oz 

siljiydi  (17–rasm).  Tajribalarning  ko’rsatishicha  siljish  natijasida  hosil  bo’lgan 

burchak  – 



  25 



  30



  atrofida  bo’lishi  mumkin.  Natijada  GaAs  ning  yuza 

qismidagi elektron tuzilish hajmnikidan sezilarli farq qiladi. Bu farq 8–rasmda aks 

ettirilgan.