Yarımkeçirici

Yarımkeçiricilər — keçiricilərlə dielektriklər arasında aralıq vəziyyət tutan materiallar. Yarımkeçiricilərin elektrik keçiriciliyi və ya xüsusi müqaviməti xarici təsirlərdən (temperatur, aşqarlar, işıqlanma, xarici elektrik sahəsi və s.) güclü asılıdır. Yarımkeçiricinin əsas xüsusiyyəti temperaturun artması ilə keçiriciliyin artmasıdır. Temperaturu mütləq sıfıra yaxın olan yarımkeçiricilər dielektrik xassəsi göstərir. Onun keçirici xassələrini kristal quruluşa aşqar daxil etməklə səmərəli şəkildə dəyişmək mümkündür.

Mendeleyev cədvəlində orta qrupun 12 elementi (B, C, Si, P, S, Ge, As, Se, Sn, Sb, Te, I), habelə bir çox üzvi və qeyri- üzvi kimyəvi birləşmələr yarımkeçirici maddələrdir. Silisium əksər elektron sxemlərin istehsalı üçün vacib elementdir. Silisiumdan sonra qallium arsenid ən çox yayılmış yarımkeçiricidir və lazer diodlarında, günəş batareyalarında, mikrodalğa-tezlik inteqral sxemlərində və başqalarında geniş istifadə olunur.

Xüsusiyyətləri

Dəyişən elektrik keçiriciliyi

Təbii halda yarımkeçiricilər elektriki zəif keçirir, çünki valent zolağı elektronlarla dolmuş olur, bu da yeni elektronların daxil olmasına maneə törədir. aşqarlama və rəzələmə kimi bir neçə təkmil üsuldan istifadə etməklə özünü keçiricilər kimi aparan yarımkeçirici materiallar almaq mümkündür. Bu tip dəyişikliklərdən iki əsas nəticə alınır: n–tip və p–tip. Bunlar müvafiq olaraq elektronların artıqlığı və əskikliyi deməkdir. Balanslaşdırılmış sayda elektron cərəyanın material boyunca axmasına səbəb olur.

Heterokeçidlər

Kimyəvi tərkibləri müxtəlif olan, yəni qagağan zonalarının eni müxtəlif olan iki yarımkeçiricinin kontaktında yaranan elektrik keçidləridir. Heterokeçid iki n–növ və ya iki p–növ yarımkeçirici arasında (izotip keçid), yaxud iki p– və n–tip yarımkeçirici arasında (anizotip keçid) yarana bilər. Heterokeçid iki monokristal və ya iki amorf yarımkeçirici arasında da yarana bilər. Lakin, monokristallar arasında heterokeçidlər daha çox praktiki əhəmiyyətə malikdir. Keçid təbəqəsində materialın bir çox xassələri dəyişir. Məsələn, enerji zonalarının quruluşu, qadağan zonasının eni, yükdaşıyıcıların effektiv kütləsi və yürüklüyü və s. İdeal heterokeçid almaq üçün yarımkeçiricilərin kristal quruluşu eyni, qəfəs sabitləri və termik genişlənmə əmsalları isə bir-birinə bərabər və ya çox yaxın olmalıdır. Ideala yaxın heterokeçidlərdə qəfəs sabitləri ~0.1% dəqiqliklə üst–üstə düşməlidir. Heterokeçid almaq üçün ən yaxşı cütlər A3B5 birləşmələri və onların bərk məhlullarıdır. Məsələn, GaAs–Al_xGa_1-xAs. Kəskin heterokeçidlərdə iki bircins yarımkeçirici arasında keçid təbəqəsinin eni ~ 2nm (4–5 atom təbəqəsi) olur.

Həyəcanlanmış elektronlar

Yarımkeçirici materiala tətbiq olunan potensiallar fərqi onun istilik tarazlığını tərk etməsinə və nataraz vəziyyət yaratmasına səbəb olur. Bu elektronların və deşiklərin ambipolyar diffuziya adlanan qarşılıqlı təsir sayəsində sistemə daxil olmasını təmin edir. Yarımkeçirici materialda istilik tarazlığı pozulduqda dəliklərin və elektronların sayı dəyişir. Belə pozulmalar temperaturlar fərqi və ya fotonlar hesabına baş verə bilər ki, bu da sistemdə elektron və deşiklərin yaranmasına səbəb olur. Elektronları və dəlikləri yaradan və yox edən proses müvafiq olaraq generasiya və rekombinasiya adlanır.

İşıq şüalanması

Müəyyən yarımkeçiricilərdə həyəcanlanan elektronlar istilik əvəzinə işıq şüalandırmaqla sərbəst hala qayıdır. Bu tip yarımkeçiricilərdən işıq diodlarının və flüorosent kvant nöqtələrinin istehsalında istifadə olunur.

Yüksək istilik keçiriciliyi

Yüksək istilik keçiriciliyinə malik olan yarımkeçiricilərdən istiliyi yaymaq və elektronikanın istilik idarəetməsini yaxşılaşdırmaq üçün istifadə etmək olar.

İstilik enerjisinin çevrilməsi

Yarımkeçiricilər böyük termoelektrik güc faktorlarına malikdirlər ki, bu da onları termoelektrik generatorlar üçün faydalı edir, həmçinin yüksək termoelektrik göstəriciləri onları termoelektrik soyuducularda əhəmiyyətli edir.

Ədəbiyyat

M. M. Zərbəliyev. Yarımkeçiricilər fizikası.

O. M. Sadıqov, Z. S. Musayev. Elektronika (ingilis, rus və azərbaycan dillərində izahlı terminoloji lüğət). I hissə.

O. M. Sadıqov, Z. S. Musayev. Elektronika (ingilis, rus və azərbaycan dillərində izahlı terminoloji lüğət). ІI hissə.