O'ta o'tkazuvchanlik hodisasi

O'ta o'tkazuvchanlik hodisasi. Kristallarda energetik zonalar. Yarim o'tkazgichlarning xususiy o'tkazuvchanligi va aralashmali o'tkazuvchanligi. Reja: 1. Kattik jismlar tuzilishi. 2. Elektr utkazuvchanlikni zonalar nazariyasi. 3. Yarim o'tkazgichlarni xususiy utkazuvchanligi. 4. Aralashmali yarim o'tkazgichlar. 5. R-tip, n- tip yarim o'tkazgichlarni hosil bo'lishi. Ma'lumki metallarda Elektr to'lqini Elektronlar hosil qiladi. O'ta o'tkazuvchanlik hodisasi kattik jismlarda yuz berishini va uni kvant nazariyasi asosida tushuntirilishini ko'rib chikamiz. O'ta o'tkazuvchanlik hodisasi nima? Metallarning Elektr toqiga karshiligi temperaturaga juda bogliq. R = R0 T (1) Bunda - temperatura koeffitsiyenti R, R0 - sunggi va boshlangich karshilik. 1-rasm. Karshilikni Т - ga boglanishi (1-rasmda 1) da kursatilgan. Lyokin ba'zi bir metallar, masalan (Al, Pb, Zn) larni karshiligini (1-rasm 2) da kursatilgan (Т=0,14 20 K) temperaturada karshilik birdan sakrab nolga tushib keladi. Bunga uta o'tkazuvchanlik deyiladi. Buni 1911 yil Kamerling Onnes simobda kuzatgan. Bunday materiallar EХMlarda ularni xotirasi uchun ishlatiladi. Хozirgi vaktda keramik uta o'tkazgichlar 100 K dan yuqori temperaturada topilmoqda. Uta o'tkazgich materiallarni xona temperaturasida ishlaydiganini topish ustida ish olib borilmoqda. Uta o'tkazuvchanlik hodisasi kvant tushunchalar asosida 1957 yil Landau nazariyasi asosida ya'ni geliyni uta oquvchanlik xossasiga uxshatilib tushuntirildi. Amerikalik D.Bardin, Kuper, Shredingerlar tushuntirdi. Metall panjaralar bilan Elektronni tasirlashishi zarralanadi. (Elektron-foton) ta'sir. Kuper paralarini hosil qiladi. Bu paralarni ulchami kup marta atomlar orasidan katta, ya'ni paralar orasida odatdagi Elektronlar joylashgan. Parani buzish uchun energiya talab kilinadi, bu energiyani fononlar berishi mumkin. Bu, parada Elektronlar karama-karshi spinlar bilan joylashgan bo'ladi va Elektronlar soni kup bo'lib bunday ansamblga bozonlar deyiladi. Bozonlarga pauli prinsipini kullab bo'lmaydi ya'ni bir energetik holatga (2 ta, emas) kup Elektronlar to'g'ri keladi. Past tempiraturalarda bozonlar asosiy holatga utib oladilar, ularni uygongan holatga utkazish kiyin va ularni sistemasini buzish juda kiyin. Bozon zarra, kuper paralari tashqi maydon ta'sirida o'tkazgichni karshiligisiz harakat qiladi. Bu esa o'tkazgich holatga olib keladi. Norelyativistik kvant mexaniqasi dinamikasining asosiy tenglamasi Shredinger tenglamasidan foydalanib, kristall to'g'risidagi masalani umuman xal qilish mumkin. Masalan: uning mumkin bo'lgan energiya qiymatlarini; unga mos bo'lgan energetik holatlarini aniqlash mumkin, Ammo klassik fizikadagi kabi kvant mexaniqasida xam kup zarrachali sistema uchun dinamik masalani aniq xal qilish uslublari yo'q. Shuning uchun bu masala takriban, kup zarrachalar masalasini, 1 Elektronli masalaga keltirib xal kilinadi. Aniqrogi berilgan tashqi maydonda harakatlanuvchi Elektron masalasiga keltiriladi. Bunday yo'l kattik jismlar zonalar nazariyasiga olib keladi. Zonalar nazariyasida kvantovo-mexaniq sistema ogir va yengil zarrachalarga-yadro va Elektronlarga ajratiladi. Bu zarrachalarni massa va tezliklari keskin farq qiladigan Elektronlar kuzgalmas yadrolar maydonida harakatlanadi va syokin harakatlanuvchan yadrolar esa, barcha Elektronlarni o'rtacha ...