KRISTALLARDA XOLL SAMARASINI TADQIQ QILISH.

Аннотация

Ushbu maqolada kristall strukturasiga ega materiallarda Xoll samarasining xususiyatlari nazariy va eksperimental jihatdan o‘rganilgan. Zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi, harakatchanligi va kristall simmetriyasi Xoll kuchlanishiga qanday ta’sir qilishi tahlil qilindi. Tadqiqotda germaniy va kremniy kristallari asosida tajribalar o‘tkazilib, harorat va magnit maydon ta’siridagi o‘zgarishlar aniqlangan. Olingan natijalar Xoll koeffitsiyentining fizik tabiati va uni amaliy qurilmalarda qo‘llash imkoniyatlarini kengaytirishga xizmat qiladi. Kalit so‘zlar: Xoll samara, kristall struktura, yarimo‘tkazgichlar, zaryad tashuvchilar, magnit maydon, Xoll kuchlanishi, elektr transport, anizotropiya. Kirish. Xoll samarasining kashf etilishi XX asr boshlarida yarim o'tkazgichlar fizikasi va kristall tuzilishidagi elektr hodisalarni tushunishda muhim qadam bo‘ldi. Bu samarani 1879 yilda amerikalik fizik Edvin Xoll tomonidan aniqlangan bo‘lib, u elektr tok va magnit maydon o‘zaro ta’siri natijasida hosil bo‘ladigan transversal (kesishuvchi) kuchlanishni ifodalaydi. Kristallarda ushbu effektning o‘ziga xos ko‘rinishlari mavjud bo‘lib, ular kristall tuzilmasining simmetriyasi, tashqi magnit maydon yo‘nalishi va haroratga bog‘liq bo‘lishi mumkin. Ushbu maqolada biz Xoll samarasini kristallarda nazariy asoslar, eksperimental metodlar va natijalar asosida ko‘rib chiqamiz. Asosiy qism. Kristallarda Xoll kuchlanishi kristall panjaraning tuzilishi va elektronlarning harakati bilan chambarchas bog‘liq. Agar material anizotrop xususiyatga ega bo‘lsa, ya’ni elektr o‘tkazuvchanlik har yo‘nalishda bir xil bo‘lmasa, https://scientific-jl.org/obr 2 5 4 Выпуск журнала №-70 Часть–8_ июня –2025 ОБРАЗОВАНИЕ НАУКА И ИННОВАЦИОННЫЕ ИДЕИ В МИРЕ 2181-3187 Xoll kuchlanishining qiymati ham yo‘nalishga bog‘liq holda o‘zgaradi. Shu bilan birga, kristall simmetriyasining buzilishi (masalan, deformatsiyalar yoki noparokandaliklar) Xoll effektiga sezilarli ta’sir ko‘rsatadi. Klassik va kvant Xoll effektlari bu holatlarning har xil ko‘rinishlarini ifodalaydi. 𝑰𝑩 Xoll effekti formulasi: 𝑼 = 𝑯 𝒏𝒆𝒅 Bu yerda 𝑼 - Xoll kuchlanishi. Bu kuchlanish material ichida hosil bo‘ladi; 𝑯 I - elektr toki kuchi. Bu zaryad tashuvchilar oqimi materiali bo‘ylab oqayotgan miqdor; B - magnit induksiya (magnit maydon kuchi). Bu tok yo‘nalishiga perpendikulyar ravishda tashqi magnit maydon beriladi; n - zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi (m³ dagi soni). Bu materialdagi faol zaryad tashuvchilar zichligi; e - elementar zaryad. Bu bitta elektron yoki teshik zaryadi (modulda); d - namunaning qalinligi. Bu tok oqayotgan sirtning magnit maydon yo‘nalishiga perpendikulyar bo‘lgan o‘lchamini bildiradi. Xoll kuchlanishi - bu Lorens kuchi ta’sirida zaryad tashuvchilarning material chetlariga siljishi natijasida hosil bo‘ladigan elektr kuchlanishidir. Tok yo‘nalishiga va magnit maydon yo‘nalishiga perpendikulyar bo‘lgan yo‘nalishda elektr maydon hosil bo‘ladi, bu esa tashqi kuchsiz kuchlanishni bildiradi. Xoll samarasi kristallarning simmetriyasi, zaryad tashuvchilarining turi (elektron yoki teshik) va ularning harakatchanligini aniqlashda muhim vositadir. Kristallografik nuqtai nazardan, kristallarning simmetriyasi va tuzilishi Xoll samarasining xususiyatlariga ta’sir qiladi, chunki simmetriya zaryad tashuvchilarning harakatini cheklashi yoki yo‘naltirishi mumkin. Kristallarning fazoviy simmetriyasi zaryad tashuvchilar oqimini muayyan yo‘nalishlar bilan cheklab qo‘yadi. Masalan, kubik simmetriyaga ega kristallarda zaryad tashuvchilar harakati izotrop bo‘lishi mumkin, ammo geksagonal yoki ortorombik strukturali kristallarda harakat yo‘nalishi anizotrop bo‘ladi. Bu esa Xoll https://scientific-jl.org/obr 2 5 5 Выпуск журнала №-70 Часть–8_ июня –2025 ОБРАЗОВАНИЕ НАУКА И ИННОВАЦИОННЫЕ ИДЕИ В МИРЕ 2181-3187 kuchlanishining qiymatida va yo‘nalishida farq paydo qiladi. Xoll kuchlanishining yo‘nalishi simmetriya o‘qlariga nisbatan o‘zgarishi mumkin, bu esa tajribaviy o‘lchovlarda aniq farqlar keltirib chiqaradi. Eksperimental usullar. Eksperimentlar davomida kristall namunalar to‘g‘ri shaklda tayyorlandi va ularning sirtlariga kontaktlar o‘rnatildi. Har bir namunaga o‘zgarmas tok uzatildi va unga perpendikulyar yo‘nalishda magnit maydon berildi. Xoll kuchlanishi maxsus raqamli voltmetr yordamida o‘lchandi. O‘lchovlar haroratni 77 K dan 300 K gacha o‘zgartirib bajarildi. Ushbu parametrlarning o‘zgarishi Xoll kuchlanishiga qanday ta’sir qilishini aniqlashga harakat qilindi. Tadqiqotda Xoll samarasini o‘rganish uchun tanlanadigan kristallar yarimo‘tkazgich materiallar bo‘lishi kerak, chunki aynan shu materiallarda Xoll effekti aniq va sezilarli tarzda kuzatiladi. Quyida uchta asosiy kristall turining umumiy fizik xossalari, Xoll samarasi uchun qulayliklari va farqlari keltirilgan. Tadqiqot uchun tanlangan kristallar turi: misol uchun Ge, Si, GaAs. 1). Germaniy (Ge): xususiyatlari - Elementar yarimo‘tkazgich (IV guruh); Kristall panjarasi: kubik (diamant strukturasi); Zaryad tashuvchilar: elektron