ЯРИМЎТКАЗГИЧЛАР

ЯРИМЎТКАЗГИЧЛАРэлектр токини яхши ўтказувчи моддалар (ўтказгичлар, асосан, металлар) ва электр токини амалда ўтказмайдиган моддалар (диэлектриклар) орасидаги оралиқ вазиятни эгаллайдиган моддалар. Менделеев даврий системасида II, III, IV, V ва VI гуруҳларда жойлашган кўпчилик элементлар. уларнинг бир қатор бирикмалари Яримўтказгичлар жумласига киради. Яримўтказгичларда ҳам металлардаги каби электр ўтказувчанлик электронларнинг ҳаракати туфайли юзага келади. Бироқ электронларнинг ҳаракатланиш шароитлари металлар ва Яримўтказгичларда турлича бўлади. Яримўтказгичлар қуйидаги асосий хусусиятларга эга: Я. нинг электр ўтказувчанлиги т-ра кўтарилиши билан ортиб боради (мас, т-ра 1 К га ортганда Яримўтказгичларнинг солиштирма ўтказувчанлиги 16—17 марта ортади); Я. нинг электр ўтказувчанлигида эркин электронлардан ташқари атом билан боғланган электронлар ҳам иштирок этади (баъзи ҳолларда боғланган электронлар асосий роль ўйнайди); соф Яримўтказгичларга оз микдорда қўшилма киритиб, унинг ўтказувчанлигини кескин ўзгартириш мумкин (мас, 0,01% қўшилма киритилганда Яримўтказгичларнинг ўтказувчанлиги 10000 марта ортиб кетади).

Паст траларда Яримўтказгичларнинг солиштирма қаршилиги жуда катта бўлади ва амалда улар изолятор ҳисобланади, лекин т-ра ортиши билан уларда заряд ташувчиларнинг концентрацияси кескин ортади. Мас, соф кремнийда 20° трада эркин электронлар концентрацияси ~1017 м~3 бўлса. 700° да 1024 м»3 гача, яъни миллион мартадан кўпроқ ортади. Яримўтказгичларда эркин электронлар концентрациясининг трага бундай кескин боғликлиги ўтказувчанлик электронлари иссиқлик ҳаракати таъсирида ҳосил бўлишини кўрсатади. Яримўтказгич кристаллда атомлар валент электронлари ёрдамида ўзаро боғланган. Атомларнинг иссиқлик тебранишлари вақтида иссиқлик энергияси валент электронлар орасида нотекис тақсимланади. Айрим электронлар ўз атоми билан боғланишни узиб, кристаллда эркин кўчиб юриш имконини берадиган етарли миқдордаги иссиқлик энергиясига эга бўлиб қолиши ва эркин электронларга айланиши мумкин.

Ташқи электр майдон бўлмаганда бу эркин электронлар тартибсиз ҳаракат қилади. Электр майдон таъсирида эса майдонга қарши йўналишда тартибланган ҳаракатга келиб, Яримўтказгичларда ток ҳосил қилади. Эркин электронлар юзага келтирган ўтказувчанлик электрон ёки птип ўтказувчанлик деб аталади.

Боғланган электроннинг ўз атомини «ташлаб кетиши» атомнинг электр нейтраллигини бузади. унда «кетиб қолган» электрон зарядига миқдоран тенг мусбат заряд — тешик вужудга келади. Ташқи электр майдон бўлмаганда электронлар ҳам, тешиклар ҳам тартибсиз ҳаракатланади, ташқи майдон бўлганда эса электронлар майдонга қарши, тешиклар майдон бўйлаб кўчади. Тешикларнинг кўчиши билан боглиқ ўтказувчанлик тешикли ёки ртмп ўтказувчанлик дейилади. Эркин электронлар сони билан тешиклар сони бир-бирига тенглиги тушунарли. Аникланишича, уларнинг ҳаракатланиш тезлиги ҳам бир хил экан. Демак, Яримўтказгичлар даги ток айни вақтда ҳам электрон, ҳам тешикли ўтказувчанликдан вужудга келади. Бундай электронтешикли ўтказувчанлик Яримўтказгичларнинг хусусий ўтказувчанлиги дейилади. Хусусий ўтказувчанлик соф Яримўтказгичларда кузатилади. Бироқ табиатда соф Яримўтказгичлар йўқ. Баъзи қўшилмалар Яримўтказгичларни эркин электронлар билан бойитса, бошқа баъзи қўшилмалар тешиклар билан бойитади. Яримўтказгичларда юзага келадиган бундай ўтказувчанлик қўшилмали ўтказувчанлик деб аталади.

Агар асосий Яримўтказгичлар атоми ўрнига элементлар даврий системасида ундан кейинги гуруҳда турган элемент атоми киритилса, бу қўшилма атомнинг битта валент электрони атомлараро боғланишда иштирок этмайди ва эркин электронлар сафига қўшилади, бинобарин, итип ўтказувчанлик ортади. Ва, аксинча, ундан олдинги ўринда турган элемент атоми киритилса, атомлараро тўла боғланишда 1 та электрон етишмайди, тешик ҳосил бўлади. Бунда ртип ўтказувчанлик ортади. Қўшимча биринчи ҳолда донор (электрон берувчи) қўшилма, иккинчи ҳолда эса акцептор (электрон олувчи) қўшилма деб аталади.

Шундай қилиб, Яримўтказгичларнинг электр ўтказувчанлиги хусусий ва аралашмали ўтказувчанликлар йиғиндисидан иборат бўлади. Юқори траларда хусусий ўтказувчанлик, паст траларда эса қўшилмали ўтказувчанлик асосий роль ўйнайди.

Суннат Ғоипов.