79.Жартылай өткізгіштердің қоспалы өткізгіштігі.

Жартылай өткізгіштің өткізгіштігіне қоспа үлкен әсер етеді. Мысалы ретінде Ge атомдарын қарастырайық. Германий атомында төрт валентті электрон бар. Атомдар ковалентті байланыста болады. Егер германий кристалды торына бес валентті сурьма атомын енгізсек, онда оның төрт электроны ковалентті байланыс болып, ал бесінші электрон ядродаға нашар тартылып еркін электрон болады. Мұндай қоспаны электрондық н/е n-типтес жартылай өткізгіштік деп аталады. Қоспа атомын ендіру германий атомының кеңістік торының өрісін өзгертіп, тыйым салынған зонаның ішінде қосымша энергетикалық деңгейін туғызады. Оны донорлық деңгей деп, ал қопспа атомдарын донорлық атом дейді. Бұл энергияның шамасы тыйым салынған зонаның энергиясынан әлдеқайда аз, яғни бөлме температуралардың өзін де жылулық қозғалыс энергиясының өзі қоспа деңгейіндегі электрондарды өткізгіш зонаға көтеру үшін жеткілікті.

Кристалдың германий торына үш валентті индий атомын енгізейік. Бұл жағдайда толық ковалентті байланыс жасау үшін бір электрон жетіспейді. Жүйеде кемтік пайда болады, электр өткізгіштігі кемтіктер қозғалысынан жасалады, сондықтан оның кемтіктік өткізгіштігі болады да, р-типтес жартылай өткізгіш деп аталады. Металдарда τ электронның еркін жолының орташа уақыты температура өскен сайын азаяды да, кедергі көбееді, ал концентрациясы өзгермейді. Меншікті жартылай өткізгіште экспоненциалды түрде өзгеретін концентрацияның өзгеруі әлдеқайда басым болады. Сондықтан температура өскенде таза жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігі тік өседі. Қоспалы жартылай өткізгіште концентрациясының температураға байланыстылығы күрделірек. Температура жоғарлағанда, қоспа концентрациясы жылдам қанығу мәніне жетеді. Бұл барлық донор электрондар босалып немесе акцептор децгейлері электронмен толтырылады. Сонымен қатар температура өскен сайын жартылай өткізгіштің меншікті де электр өткізгіштігі өз үлесін қоса бастайды, электрондар валентті зонадан өткізгіш зонасына көшеді. Сөйтіп үлкен температурада жартылай өткізгіштің өткізгіштігі қоспа және меншікті өткізгіштен тұрады. Төменгі температурада тек қана қоспа өткізгіштігі болады.

80.Фотоэффект заңдары. Эйнштейннің фотоэффектке арналған теңдуі

Фотоэффект-жарықтың әсерінен заттан электрондардың бөлініп шығу құбылысы. Фотоэффект құбылысын Леонард Столетов зерттеген. Ол анод және катод электродтар бар, ішінен ауасы сорылған шыны түтікті ток көзіне қосқан. Тізбектегі фототок гальванометр, электродтар арасындағы потенциалдар айырмасы вольтметрмен өлшенген. Анод пен катод арасындағы кернеу потенциометр арқылы өзгертіліп отырған. Жарық әсерінен катодтан бөлініп шыққан электрондар, үдетуші потенциалдар салдарынан анодқа келіп түседі. Катодқа әсер етуші жарықтың спектрлік құрамы және оның интенсивтілігі өзгермесе, онда фотоэлектрондар тогының потенциалдар айырмасына тәуелділігін аламыз, яғни I=f(U), оны вольт-амперлік сипаттамасы дейді. Ал фототокты нөлге айналдыру үшін тежеуші теріс потенциал ( ). Энергияның сақталу заңынан , бұдан электрондардың максималдық жылдамдығын табуға болады.Үдетуші потенциалдар айырмасын артқанда фототок артады,потенциалдың мәні бір белгілі шамаға жеткенде қанығады. Өткені катодтан шыққан электрондар түгелімен анодқа жетеді, олай болса қанығу фототогы фотоэлектрондардың санымен анықталады.Осы тәжірбиеден сыртқы фотоэффект құбылысы үшін мынандай үш заң тағайындалды:

1)фотоэлектрондардың алғашқы максимал жылдамдығы фотокатодқа түскен жарықтың интенсивтілігіне тәуелдң болмай, тек жарықтың тербеліс жиілігіне байланысты анықталады;

2)бірлік уақыт ішінде катодтан бөлініп шыққан фотоэлектрондар саны түскен жарықтың интенсивтілігіне пропорционал;

3)кез-келген заттың әліде болса фотоэффекті құбылысын қоздыра алатын жарық жиілігі фотоеффектінің қызыл шегі деп атайды.

Осы заңдылықтар үшін Эйнштейн формуласы . Қызыл шегі үшін онда бұдан . Электрондардың заттан шығу жұмысы заттың тегі мен оның бетінің күйіне байланысты. Сондықтан әртүрлі заттар үшін фотоэффектінің қызыл шегі әртүрлі.