Mavzu: muvozanat va nomuvozanat holatlardagi zaryad tashuvchilar

Kurs ishning amaliy ahamiyati. Kurs ishida qo‘yilgan maqsadga erishish uchun quyidagi vazifalar amalga oshirildi: “Yarimo‘kazgichlar fizikasi” fanining asosiy boblarini o‘rganib chiqib, asosiy atama va tushunchalar bo‘yicha material to‘plash va uni tizimlashtirish. Yarimo‘tkazgichlarning elektofizikaviy, fotoelektr va boshqa muhim xossalarini o‘qitishda AKTdan, xususan, electron o‘quv adabiyotidan foydalanishning afzalliklarini yoritib berish.
“Yarimo‘kazgichlar fizikasi” kursi bo‘yicha asosiy atama va tushunchalarning izohli lug’ati-glossariy tayyorlash. Yaratilgan glossariyning imkoniyatlari va undan foydalanish boyicha uslubiy tavsiyalar ishlab chiqish. Kurs ishning tuzilishi va hajmi. Kurs ishi kirish qismi, ikki bob, 4 ta paragraph, xulosalar, foydalanilgan adabiyot ro‘yxati va ilovadan iborat. Kirish qismida mavzuning dolzarbligi, masalaning qo‘yilishi, kurs ishining maqsadi, va ishning tuzilishi yoritilgan.
Kurs ishning birinchi bobida “Yarimo‘tkazgichlar fizikasi” kursi va uni o‘qitishda elektron o‘quv adabiyotidan foydalanishning ahamiyati” mavzusiga doir adabiyot sharhi keltirilangan bo‘lib, unda “Yarimo‘kazgichlar fizikasi” fanining maqsad va vazifalari, uning asosiy boblarininig mazmun-mohiyatini ochib beruvchi atama va tushunchalar sharhi hamda, fanni o‘qitishda AKTdan, xususan, elektron o‘quv adabiyotidan foydalanishning afzalliklarini yoritib berilgan. Kurs ishning ikkinchi bobida “Yarimo‘kazgichlar fizikasi” kursi bo‘yicha asosiy atama va tushunchalarning izohli lug’ati-glossariy keltirilgan bo‘lib, yaratilgan glossariyning imkoniyatlari va undan foydalanish boyicha ishlab chiqilgan uslubiy tavsiyalar bayon etilgan. Xulosa qismida kurs ishida yaratilgan glossariyning afzalliklari va kamchiliklari yoritilgan bo‘lib, uni yanada takomillashtirish imkoniyatlari bo‘yicha takliflar keltirilgan. Kurs ishi 2 ta bob, 4 ta paragraf, foydalanilgan adabiyot ro‘yxati va ilova dan iborat.
Kurs ishining maqsadi va vazifasi: “Yarimo‘tkazgichlar va dielektriklar fizikasi” fani bakalavr ta’limi bosqichining fizika yo‘nalishi o‘quv rejasiga kiritilgan bo‘lib, ixtisoslik fanlari tarkibiga kiradi.
Hozirgi vaqtda sanoat, fan yoki ishlab chiqarishning elektron asboblar qo’llanilmaydigan qandaydir bir sohasini topish mushkuldir. Shuning bilan birga ushbu sohalarning yanada rivojlanishi elektron asboblar hissasining ortishi bilan chambarchas bog’liqdir. Elektron asboblarning biror sohada samarali qo’llanilishi va ulardan foydalanish ushbu asboblarning ishlash tamoyillarini, asosiy ko’rsatkichlari va tavsifnomalarini, shuningdek tayyorlash usullarini bilmasdan mumkin emas.
Har bir ushbu bo’limlar bo’yicha fizikaning mos fanlari mavjud:
yarimo’tkazgichlar va yarimo’tkazgich materiallar fizikasi, yarimo’tkazgich asboblar fizikasi, integral mikrotuzilmalar, mikroelektronika, yarimo’tkazgich tuzilmalar texnikasi va boshqalar. Tayyorlanayotgan mutaxassisning yo’nalishiga bog’liq holda turli oliy o’quv yurtlari kafedralarining ishchi dasturlarida u yoki boshqa fanga turlicha soatlar ajratiladi. Ammo hamma zamonaviy qattiq jismli elektron asboblarning asosi o’ziga xos xususiyatlarga ega yarimo’tkazgich materialdir. Shuning uchun ham ushbu fanni o’qitishga katta e’tibor qaratiladi.
Fanning asosiy maqsadi yarimo’tkazgichlar va dielektriklar haqidagi asosiy tushunchalarni va fizika effektlari yetarlicha sodda ko’rinishlarda bayon qilishdir.
Ammo hamma zamonaviy qattiq jismli elektron asboblarning asosi o’ziga xos xususiyatlarga ega yarimo’tkazgich materialdir. Yarimo’tkazgichlar-moddaning ajoyib turi bo’lib, ular o’ziga xos xossalari bilan boshqalardan yaqqol ajralib turadi.
Bu yarimo’tkazgichlar o’zlarining xilma-xil xossalari bilan bir-birlaridan ancha farq qiladilar. SHuning uchun ham turli maqsadlar uchun turli yarimo’tkazgichlar qo’llaniladi.
Biroq, hozirgi zamon texnikasida asosan bir necha xil yarimo’tkazgichlar keng ishlatilmoqda.
“Yarimo‘tkazgichlar va dielektriklar fizikasi” fani fizika sohasining o‘ta dolzarb muammolariga tegishli bo‘lib, uni oqitishda yarimo‘tkazgichlar va dielektriklardagi fizikaviy hodisalarning asosiy qonuniyatlari bilan tanishtirish nazarda tutiladi. “Yarimo‘tkazgichlar va dielektriklar fizikasi” fanining maqsadi talabalarni yarim o‘tkazgichlar va dielektriklardagi fizik hodisalarning asosiy qonuniyatlari bilan tanishtirishdan iborat bolib, uning vazifasi talabalarda kelajakdagi mustaqil ilmiy tadqiqot va amaliy ishlab chiqarish faoliyatlarida yarimo‘tkazgich materiallarni fizik-kimyoviy xossalari boyicha farqlay bilish, qo‘yilgan talablarga mos keluvchi yarimo‘tkazgich asboblarning xossa va parametrlarini nazariy hisoblay bilish va yarata olish ko‘nikma va malakalarini hosil qilishni nazarda tutadi. “Yarimo‘tkazgichlar va dielektriklar fizikasi” kursini o‘qitishdan ko‘zlangan maqsadga erishish uchun talaba fizikaning zamonaviy holati haqida; yarim o‘tkazgichlarning tuzilishi; qattiq jism uchun zonalar nazariyasi, qattiq jismdagi zaryad tashuvchilar statistikasi; yarimo‘tkazgich materiallar kristall panjarasining nuqsonlari; yarimo‘tkazgichlar elektr o‘tkazuvchanligining fizikaviy mexanizmlari; yarimo‘tkazgichlardagi qutblanish hodisalari; yarimo‘tkazgich materiallar parametrlariga tashqi muhitning ta’siri; dielektrikning tuzilishi va strukturasi; dielektriklardagi kinetik, termik, optik va magnitik hodisalar; dielektriklarning optik, fotoelektrik va diffuziyaviy xossalari; dielektriklardagi diffuziyaviy, termik va fotoelektrik xossalarning umumiy 8 qonuniyatlari;
Dielektrik materiallardagi hajmiy va sirtiy diffuziyaviy nuqsonlarning hosil bo‘lishi to‘g’risidagi tasavvurlarga ega bo‘lishi kerak. Bulardan tashqari, talaba ushbu kursni yaxshi o‘zlashtirishi uchun elektr kursi, kvant mexanikasi va statistik fizikaning bo‘limlari, shuningdek, oliy matematikaning kerakli bo‘limlari bo‘yicha yetarli bilim va ko‘nikmalarga ega bo‘lishi kerak. Kursning katta qismini auditoriyadan tashqari ishlar tashkil etadi. Bular: laboratoriya mashg’ulotlari, seminar mashg’ulotlari amaliy mashg’ulotlar hamda talabalarning mustaqil ishlari. Ularni samarali o‘tkazish uchun talaba zamonaviy o‘lchov apparaturalari bilan tanish bo‘lishi va elektrik o‘lchovlar o‘tkaza olish ko‘nikmasiga ega bo‘lishi; natijalarni tahlil qilish, eksperiment xatoliklarini, hisoblash va tajriba sifatini xulosalashni bilishlari; tajribalarda ishlatiladigan o‘lchov asboblaridan to‘g’ri foydalanishlari tavsiya qilingan adabiyotlar bilan mustaqil ishlashni bilishlari; tegishli ma’ruza jarayonida fizik qonuniyatlar bo‘yicha kengroq va chuqurroq mulohaza qila bilishlari; o‘zaro savoljavob va muloqatlarda yuqori ko‘rsatkichlarga ega bo‘lishlari talab etiladi. Yuqoridagi talablarga javob berishi uchun talaba eng avvalo fanning tayanch tushuncha va kategoriyalarini puxta o‘zlashtirishi lozim bo‘ladi. Bunda ularga fan yoki uning alohida bo‘limlari bo‘yicha yaratilgan ma’lumotnomalar, tushuncha va atamalarning izohli lug’atlari yaxshigina ko‘mak bo‘la oladi. Mazkur kurs ishida ana maqsadda “Yarimo‘tkazgichlar va dielektriklar fizikasi” kursining “Yarimo‘tkazgichlar fizikasi” qismi bo‘yicha glossariy yaratish masalasi qo‘yildi.
Har qanday shakllangan ilmiy ta’limot , o‘quv fani asosini shunday aniq mazmunga ega bo‘lgan tushunchalar tashkil etadiki, ular muayyan fan yo‘nalishi “bino”sining g’ishtlari bo‘lib xizmat qiladi. Odatda bu tushunchalar fundamental fanlar tushunchalari bilan uzviy bog’langan bo‘ladi. To‘g’ri tanlangan va to‘g’ri aniqlangan tushunchalar shu fanda uzoq vaqt saqlanadi va fanning taraqqiyotiga xizmat qiladi. Bunday tushunchalarga masalan, fizikadagi massa, tezlanish, elektr zaryadi, maydon kuchlanganligi, atom, elektron va boshqalarni kiritish mumkin.Ularni umriboqiy atama va tushunchalar desa bo‘ladi. Aksincha, noto‘g’ri kiritilgan atama va tushunchalar fan rivojiga salbiy ta’sir ko‘rsatadi va vaqti kelganda tashlab yuboriladi. Shu o‘rinda zamonasining ilg’or fan namoyondasi I.I.Lobachevskiyning quyidagi fikri o‘rinli: “Fan boshlanishida turgan dastlabki tushunchalar juda kam sonli va juda aniq bo‘lishi lozim. Shundagina ular ta’limotning yetarli va mustahkam asosi sifatida xizmat qila oladi.” “Yarimo‘tkazgichlar va dielektriklar fizikasi” fani fizika sohasining o‘ta dolzarb muammolariga tegishli bo‘lib, etarli darajada katta hajmga ega. Ushbu fan talabalarni yarimo‘tkazgichlar va dielektriklardagi fizik hodisalarning asosiy qonuniyatlari bilan tanishtirishni nazarda tutadi. Qattiq jismlar turkumiga kiruvchi yarimo‘tkazgichlar va dielektriklar ko‘p fizikaviy xossalari bo‘yicha o‘xshash bo‘ganligi, ularning tatbiq etish sohalari umumiy bo‘lganligi sababli odatda ular birgalikda “Yarimo‘tkazgichlar va dielektriklar fizikasi” fani sifatida o‘qitiladi.
Agar tarixga nazar tashlansa, nuqtaviy diodlar yoki kristall dedektorlar ko‘rinishidagi yarim o‘tkazgichli asboblar ancha ilgari qo‘llanilgan. Masalan, metallar bilan sulfit birikmalar kontakini to‘g‘irlash xossalari 1874 yilda aniqlangan. Unda nuqtaviy kontaktdan tok o‘tayotganda kremniy karbidining yorug‘lanishi kuzatilgan va yuqori takroriylikli elektromagnit tebranishlarni paydo qilish va kuchaytirish amalga oshirilgan. Ikkinchi jaxon urushi vaqtida yuqori takroriylikli va o‘ta yuqori takroriylilikli germaniy va kremniy nuqtaviy diodlari ishlab chiqildi, issiqlik energiyasini bevosita elektrik energiyaga aylantirib beradigan yarim o‘tkazgichli termoelektrik generatorlar tayyorlandi. 1948 yilda amerika olimlari J.Bardin, V.Bratteyn va V. SHokli nuqtaviy tranzistorlarni yaratdi. V.SHoklining r-n o‘tishi nazariyasi yarim o‘tkazgichlar elektornikasi rivojining yangi bosqichini boshlab berdi. 50- yillarda ikki qutbli tranzistorlarning xar xillari, tristorlar, katta quvvatli to‘g‘irlagich diodlar, fotodiodlar, fototranzistorlar, fotoelementlar, tunelli diodlar va boshqa dastlabki elektronika elementlari yaratila boshlandi. 1960 – yillarga kelib integral sxemalar ishlab chiqarish boshlandi. 1967 yilda J.I.Alferov rahbarligida xossalari mukammallikka yaqin bo‘lgan geteroo‘tishlar xosil qilindi va bular asosida xozirgi vaqtda kunlik extiyojda foydalanilayotgan uyali aloqa vositalari va boshqalarni aytishimiz mumkin. Bu geteroo‘tishlar asosida lazerlar tayyorlandi. O‘zining xossalarining mukammalligi va qo‘llanilayotgan sohalarining kengligi bilan yarim o‘tkazgichli materiallar jumladan pe’zoelektrik (yorug‘lik ta’sirida bo‘ladigan xajmiy o‘zgarishlar) xususiyatiga ega bo‘lgan yarim o‘tkazgichlarni xosil qilish texnologiyasi va ularning fizik xossalarini o‘rganish shu kunning dolzarb muammolaridan biridir.
Bizga ma’lumki, xozirda zamonaviy elektronika elementlarini beshinchi avlod elektronikasi sanoatining asosiy xom ashyosi xisoblanadi. Quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantirishdek muxim dunyoviy muammoni echishda ham elektronika elementlarining axamiyati juda kattadir.
So‘nggi yillarda O‘zbekistonda elektronika sanoati rivojlana borishi bilan birgalikda bu soxadagi ilmiy tadqiqot ishlari xam avj olib bormoqda. Shu tufayli yarimo‘tkazgichlar fizikasi va yarimo‘tkazgichlar asosida tayyorlanadigan asboblar, qurilmalar va mikrosxemalar hamda mikroelektronika elementlari bo‘yicha yuqori ixtisosli mutaxassislarni etishtirishga extiyoj katta. Ana shunday kasbni egallashga intilayotgan yoshlar safi tobora kengayib bormokda. Bu talabni qondirish maqsadida O‘zbekistonning deyarli barcha oliy o‘quv yurtlarida mazkur soxa bo‘yicha mutaxassislar tayyorlanmoqda.
Binobarin, bu ishni muvaffaqiyatli bajara borish uchun o‘quv va ilmiy laboratoriyalar zaminidan tashqari yana yarimo‘tkazgichlar va qattiq jismlar fizikasi xamda uning muxim bo‘limlari asoslari bayon qilingan darsliklar, qo‘llanmalarni atroflicha o‘rganish va tahlil qilish juda zarurdir.