KREMNIYGA ULTRABINAFSHA NURLAR TA’SIRIDAGI ELEKTROFIZIK XOSSALARI

Аннотация

Ushbu maqola kremniyga ultrabinafsha (UV) nurlar taʼsirining elektrofizik xossalarga qanday oʻzgarishlar olib kelishini oʻrganadi. Unda kremniyning shakliga, nurlanish intensivligi va toʻlqin uzunligiga qarab UV nurlari turlicha taʼsir koʻrsatishi taʼkidlangan. Maqolada asosiy taʼsirlar, jumladan, fotoionizatsiya va fotoelektron emissiya hodisalari batafsil tushuntirilgan. Bundan tashqari, maqolada yuqori intensivlikdagi UV nurlarining kremniyning kristall panjarasidagi bogʻlanishlarni buzishi va optik singdirish (absorbtsiya)ni kuchaytirishi, bu esa elektron-kovak juftliklari hosil boʻlishiga olib kelishi ham koʻrsatilgan. Maqolaning ikkinchi qismida esa laboratoriya tajribasi tahlil qilinadi. Unda kremniy namunasiga UV nurlari tushirilishi natijasida namuna tarkibidagi kislorod va uglerod miqdorlarining oʻzgarishi oʻrganilgan. Grafiklar asosida kislorod konsentratsiyasining notekis, tebranuvchi tarzda oʻzgarishi koʻrsatilgan. Bu holat oksidlanish bilan bir qatorda yuzadan kislorodning ajralib chiqishi (desorpsiya) kabi murakkab jarayonlar bilan izohlanadi. Kalit so‘zlar: Kremniy, ultrabinafsha (UV) nurlar, fotoionizatsiya, fotoelektron emissiya, elektr oʻtkazuvchanlik, lazer yordamida ishlov berish, oksidlanish, energetik kenglik (Bandgap) Ultrabinafsha (UV) nurlari kremniy (Si) moddasiga turlicha ta’sir ko‘rsatadi. Bu ta’sir kremniyning shakliga (massiv kristal, yupqa parda, amorf va boshqalar), UV nurlanishining intensivligiga va to‘lqin uzunligiga bog‘liq. Asosiy ta’sirlar quyidagilardir: Fotoionizatsiya va fotoelektron emissiya - kremniyga ultrabinafsha (UV) nurlar tushirilganda sodir bo‘ladigan fotoionizatsiya va fotoelektron emissiya hodisalari bir-biri bilan chambarchas bog‘liq bo‘lib, kremniyning yorug‘likka sezuvchanlik xususiyatini belgilaydi. Bu jarayonni sodda tilda tushuntirishga harakat qilamiz. Fotoionizatsiya — bu foton (yorug‘lik zarrasi) energiyasini yutib, atom yoki molekuladan elektronni ajratib olish jarayoni. "Foto-" yorug‘lik, "-ionizatsiya" esa ion hosil bo‘lishini bildiradi. Ya’ni, neytral atomdan elektron ajratib olinsa, u musbat zaryadli ionga aylanadi. Kremniyda bu jarayon quyidagicha sodir bo‘ladi: UV fotonning energiyasi: UV nurlarining fotonlari ko‘rinadigan yorug‘lik fotonlariga qaraganda ancha yuqori energiyaga ega. Energiya yutilishi: Kremniy atomi bu yuqori energiyali UV fotonini yutadi. Elektronning ajralishi: Fotonning energiyasi kremniy atomining valentlik zonasidagi (atomga bog‘langan) elektronni yengib o‘tish uchun yetarli bo‘ladi. Natijada, elektron o‘z atomidan ajralib chiqadi va erkin harakatlana oladigan holatga o‘tadi. Bu jarayon kremniyning ichida, ya’ni yarimo‘tkazgich panjarasi ichida sodir bo‘ladi va elektron-kovak juftligi hosil bo‘lishiga olib keladi (elektronning o‘rni bo‘sh qoladi, bu "kovak" deb ataladi). Bu hodisa quyosh batareyalarining ishlash prinsipi uchun asosiy omil hisoblanadi. 1 85 International scientific journal ISSN: 2181-3906 «MODERN SCIENCE АND RESEARCH» 2025 VOLUME 4 / ISSUE 9 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ Fotoelektron emissiya (yoki tashqi fotoeffekt) — bu sirtga tushgan fotonlar ta’sirida modda yuzasidan elektronlarning ajralib chiqishi. "Emissiya" so‘zi chiqarish yoki ajratib yuborish ma’nosini bildiradi. Kremniyda bu jarayon quyidagicha sodir bo‘ladi: Fotonning tushishi: UV fotoni kremniyning sirtiga tushadi. Energiya uzatish: Foton o‘z energiyasini sirt yaqinidagi kremniy atomiga bog‘langan elektronga uzatadi. Ish funksiyasi: Elektronni kremniy sirtidan butunlay chiqarib yuborish uchun ma’lum bir minimal energiya kerak bo‘ladi, bu ish funksiyasi (work function) deb ataladi. Agar fotonning energiyasi bu ish funksiyasidan katta bo‘lsa, elektron kremniy sirtidan ajralib chiqadi. Elektronning uchib chiqishi: Ajralib chiqqan bu erkin elektron fotoelektron deb ataladi va kremniy sirtidan tashqariga uchib chiqadi. Bu hodisa vakuum fotodiodlari va elektron mikroskoplar kabi qurilmalarda keng qo‘llaniladi. Farqi va o‘xshashligida ikkala hodisa ham fotonning energiyasini elektronga o‘tkazishga asoslangan. Asosiy farqi shundaki, Fotoionizatsiya — bu elektronning kremniy atomidan ajralishi va kremniy panjarasi ichida erkin holatga o‘tishi. Fotoelektron emissiya — bu elektronning nafaqat atomdan, balki kremniy moddasining sirtidan tashqariga butunlay ajralib chiqishi. Ikkalasi ham kremniyning yuqori energiyali yorug‘likka (jumladan, UVga) qanchalik sezgir ekanligini ko‘rsatadi. Juda yuqori intensivlikdagi va qisqa to‘lqin uzunligidagi (masalan, VUV — vakuumdagi ultrabinafsha) nurlar kremniy kristalli panjarasidagi atomlar orasidagi bog‘lanishlarni buzishi mumkin. Bu, asosan, nanoelektronika va yarimo‘tkazgich sanoatida lazer yordamida mikro-ishlov berish jarayonlarida qo‘llaniladi. UV lazerlarining yordamida kremniy yuzasida aniq naqshlar o‘yish, modda qatlamlarini olib tashlash yoki kimyoviy reaksiyalarni (masalan, epitaksiyani) boshlash mumkin. Optik singdirish (absorbtsiya) Kremniy UV diapazonidagi nurlarni juda kuchli yutadi. Kremniyning ener