152
hisoblanardi. Aynan shu sohalarda bizni qurshagan dunyoning tuzilishini
izohlashga oid eng muhim fundamental savollarga javoblar topishga harakat
qilinardi. Mana endi tadqiqotlrning uchinchi fronti vujudga keldi — qattiq
jismlarni o’rganishga kirishildi.
O’zlarining elektron xossalari bo’yicha
qattiq jismlar metallarga,
dielektriklarga va yarimo’tkazgichlarga ajraladi. Bundan tashqari, past
temperaturalarda maxsus o’ta o’tkazuvchanlik holati mavjud bo’lib, bu holatda
elektr tokiga qarshilik nolga teng bo’ladi.
Mikrozarralarning harakati kvant mexanika qonunlariga bo’ysunadi.
Masalan, atomdagi bog’langan elektronlarda energiya faqat aniq kvantlangan
qiymatlar olishi mumkin. Qattiq jismda bu energiya sathlari taqiqlangan
energiya
sohalari bilan ajralgan zonalarga uyushadi. Pauli prinsipiga ko’ra, elektronlar
pastki sathda yig’ilib qolmay, turli energiya sathlarida joylashadi. Buning
natijasida zonadagi barcha energiya sathlari to’ldirilishi mumkin. Bunday qattiq
jism dielektrik bo’ladi. Bundagi elektron energiyasini
faqat birdaniga eng oxirgi
kattalikkacha (taqiqlangan soha kengligicha, yoki, odatda aytilishicha energiya
tirqishigacha) o’zgartirish mumkin. Shuning uchun dielektrikdagi elektronlar elektr
maydonida tezlasha olmaydi va nolinchi temperaturada (issiqlik uyg’otishlar
bo’lmaganda) o’tkazuvchanlik nolga teng bo’ladi (qarshilik cheksizdir).
Metallarda, aksincha, energiyaning yuqorigi to’lgan sathi zona ichida yotadi,
elektronlar energiyasi deyarli uzluksiz o’zgarishi mumkin va elektr maydon tok
hosil qiladi. Elektronlarning maydon bo’ylab tartiblangan
harakatiga intensiv
tartibsiz harakat qo’shiladi. Elektronlarning maksimal energiyasi ularning
konsentratsiyasi bilan belgilanadi. Tipik metallarda bu kattalik elektron-volt
tartibidadir. Bu energiyaga mos temperatura ~
K. Shu sababli,
hatto absolyut
nolda ham metalldagi elektronlarning bir qismi keskin harakatlanadi va g’oyat
yuqori effektli temperaturaga ega bo’ladi.
153
Yarimo’tkazgich — kichik energiya tirqishiga ega bo’lgan dielektrik.
Issiqlik harakati elektronlarni erkin zonaga (uni to’lgan valent zonadan farqli
ravishda o’tkazuvchanlik zonasi deyiladi) “uloqtirib” chiqargandan so’ng, u yerda
ular elektr maydonda tezlashadi. Shu sababli, odatda yarimo’tkazgichlar
temperaturaga keskin bog’liq bo’lgan kichik o’tkazuvchanlikka ega bo’ladi.
Yarimo’tkazgich o’tkazuvchanligiga, shuningdek,
maxsus kirishmalar kiritish
orqali ta’sir ko’rsatish mumkin. Yarimo’tkazgich kristallar murakkab elektron
yarimo’tkazgich asboblar, jumladan integral sxemalar deb ataladigan asboblar
yaratish imkonini beradi. Hozirgi paytda shunday
integratsiya darajasiga
erishilganki, millionlab alohida elementlar 1
yuzada joylashishi mumkin.
Bunday qurilma xuddi yagona kristallni hosil qiladi va shuning uchun ham
texnikaning yangi sohasini bejiz qattiq jism elektronikasi deyishmaydi.
Qattiq jism qanchalik murakkab tuzilgan bo’lsa, kollektiv effektni oshkor
qilish shunchalik qiyindir. Organik qattiq jismlar, ayniqsa,
murakkab tuzilgan
bo’lsalarda, ularda ham muayyan struktura mavjud. Bu yerda tartiblanish qanday
vujudga keladi — u qanday kollektiv xossalarga olib keladi, bu savollar hali
javobini kutadi. Biroq jonli tabiat sirlarini tushunib
olishning kaliti aynan shu
yo’lda yotganligi ayondir.
Dostları ilə paylaş: