Barcha maqolalar - Kristalografiya

Тадқиқот объектлари: марганец атомлари билан легирланган саноатида ишлатиладиган КДБ-2, 5, 10, 100 маркали монокристалл кремний намуналари.
Ишнинг мақсади: кремнийда марганец киришма атомлари нанокластерлари-нинг заряд ҳолати ва магнит моментини бошқариш имкониятини берувчи текхно-логияни яратиш, уларнинг хусусиятларини ўрганиш ва замонавий электроникада материалларнинг функционал хоссаларидан фойдаланиш имкониятларини очиб бе-риш.
Тадқиқот методлари: усули: электрик ва фотоэлектрик ўлчаш усулларидан электромагнит резонатор қурилмасидан, атом кучли ва инфракизил микроскоплар-дан фойдаланилди.
Олинган натижалар ва уларнинг янгнлиги: ғайри оддий катта юуқори ҳароратли манфий магнит қаршилик, А=1,5^-8 мкм оралиғида ўта катта кийматдаги қолдик фотоўтказувчанлик, фотоўтказувчанлик кийматини инфрақизил нурлар таъсирида ғайри оддий чуқур сўниш эффектлари очилди. Эффектларнинг ташки электр ва магнит майдон, харорат ва ёритилганлик даражасига боғлиқ ўзгариш қонуниятлари аниқланди.
Амалий ахамияти: кремнийда марганец атомлари нанокластерларининг заряд ҳолатини ва концентрациясини бошқариш имконини берувчи технология яра-тилди. Магнит хусусиятли нанокластерлар мавжуд бўлган кремнийдаги манфий магнит каршилик асосида янги турдаги сезгир магнит датчикларни ва фон ёруглик етарлича кучли бўлганда хам инфракизил нурларга ўта сезгир фотоприёмникларни яратиш имкониятлари очиб берилди.
Татбиқ этиш даражаси ва иқтисодий самарадорлиги: Диссертациями ба-жаришда олинган натижаларни «Фотон» очиқ турдаги акционерлик жамиятида ва ТошДТУ нинг “Электроника ва микроэлектроника” кафедрасида ўкув жараёнида ишлатилиши мумкин.
Қўлланилиш сохаси: микроэлектроника саноатида, қайта тикланувчи энергия манбаларидан фойдаланиш соҳаларида.

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати. Жаҳон микёсида хозирги вақтда яримўтказгичли материаллар асосида турли қурилмалар яратиш ва ушбу материалларга зарар келтирмаган холда уларнинг микдорий таркибини интенсив аниқлаш бўйича жадал илмий текшириш ишлари олиб борилмокда. Ушбу аспектда кристалл ва шишасимон яримўтказгичларда қалай марказлари ўртасидаги электрон алмашинувнинг Мессбауэр тадкики асосий масалалардан хисобланади.
Ҳозирги вактда халькогенидли шишасимон яримўтказгичларда юз берувчи физик жараёнларни чукур ўрганиш, жумладан, куйидаги йўналишлардаги илмий изланишларни амалга ошириш мухим вазифалардан ҳисобланади: қалай билан легирланган (As2Se3)i.z(SnSe)z.x(GcSe)x, Pbi.xSnxS, Pbi.xSnxSe намуналар олиш технологиясини ишлаб чикиш; кристалл ва шишасимон халькогенидли яримўтказгичларнинг микдорий таркибини материалга зарар келтирмаган ҳолда рентгенофлуоресцент анализ ёрдамида аниқлаш ва ушбу усулни такомиллаштириш; қўрғошин халькогенидидаги калай киришмасининг икки электронли марказларини микроскопик параметрларини аниқлаш.
Мамлакатимизда илм-фан соҳасидаги устувор йўналишларда, жумладан, «Қайта тикланувчи энергия манбаларидан фойдаланишни ривожлан-тириш»да халькогенидли шишасимон яримўтказгичларни ўрганиш бўйича муҳим натижалар олинди. Ўзбекистон Республикасини янада ривожлантириш бўйича Ҳаракатлар стратегиясига кўра, илмий тадқиқот ва инновацион фаолиятни ривожлантириш, илмий ва инновация ютуқларини амалиётга жорий этишнинг самарали механизмларини яратиш масалаларига, жумладан, халькогенидли шишасимон яримўтказгичлар асосида оптик электрониканинг амалий эхтиёжларига мос келувчи янги материаллар олиш ва улардаги физик жараёнларни тадқиқ қилишга алоҳида эътибор каратилди.
Узбеки стон Республикаси Президентининг 2010 йил 15 декабрдаги ПҚ-1442-сон «2011-2015 йилларда Ўзбекистон саноатини ривожлан-тиришнинг устувор йўналишлари тўғрисида»ги Қарори, 2017 йил 7 феврал-даги ПФ-4997-сон «2017-2021 йилларда Ўзбекистон Республикасини ривожлантиришнинг бешта устувор йўналиши бўйича Ҳаракатлар стратегиясини келгусида амалга ошириш чора тадбирлари тўғрисида»ги Фармони ва 2017 йил 17 февралдаги ПҚ-2789-сон «Фанлар академияси фаолияти, илмий тадқиқот ишларини ташкил этиш, бошқариш ва молиялаштиришни янада такомиллаштириш чора-тадбирлари тўғрисида»ги хамда мазкур фаолиятга тегишли бошка меъёрий-ҳуқуқий хужжатларда белгиланган вазифаларни амалга оширишга ушбу диссертация тадқиқоти муайян даражада хизмат килади.
Тадқиқотнинг мақсади кристалл ва халькогенидли шишасимон ярим-ўтказгичларда калайнинг зарядли марказлари ўртасидаги электрон алмаши-нуви табиатини Мессбауэр спектроскопияси усулида аниқлашдан иборат.
Тадқиқотнинг илмий янгилиги куйидагилардан иборат:
илк бор Asi.xSe, Ge|.xSex, Gei.x.yAsxSex, (Asy(Gei.zSez)|.y) шишасимон қотишмалар ва Pb|.x.ySnxAyS қаттиқ аралашмалар олинган ва уларнинг таркиби х, у, ва z параметрлар бўйича икки хил рентген флуоресцент усулида 0,1 мм чукурликдан (секинлашган рентген нурлари билан) 0,1 мкм чуқурликкача (электронлар нурлар дастаси билан) аникланган;
(As2Se3)|.z(SnSe)z.x(GeSe)x қотишмалар ва Pbi.x.ySnxAyS (A = Na, Tl, x = 0.01^-0.02 ва 0.005) қаттик қотишмалар асосидаги айниган ва айнимаган кристалл халькогенидли кўрғошин ва шишасимон қотишмаларда калай ҳосил қилган донорли U - нуқсонларда Snj^ ва 8п^зарядли ҳолатлар ўртасидаги электрон алмашинув 80-^900 К харорат оралиғида содир бўлиши аниқланган;
харорат ортиши билан мессбауэр спетридаги Snj^ ва 8п^+ҳолатларга мос келувчи чизиқларнинг яқинлашиши натижасида Sn^ холатга мос келувчи чизиқнинг хосил бўлмаслиги электрон алмашинув икки зарядли холатлар ўртасида бир пайтда икки электроннинг кўчиши билан содир бўлиши кўрсатилган;
қалай ҳосил қилган донорли U - марказ типидаги зарядли ҳолатлар Sn^ ва Sn^’ ўртасидаги зарядлар алмашинуви модели доирасида Pbi.xSnxSi.zSez қаттиқ қоришмани мессбауэр спектридаги Sn нинг марказий силжиши қоришма таркибига боғлиқлиги аниқланган;
шишасимон ОегЗз, GejSej ва AS2S3, АзгЗез котишмаларда қалайнинг амфотер U - нуқсонлардаги бир марта ионлашган Sn^+ донор марказ ва бир марта ионлашган Sn^ акцептор марказлари ўртасида 480 К ҳароратгача электрон алмашинув содир бўлмаганлиги аникланган.
Хулоса
Мессбауэр методи асосида кристалл ва шишасимон халькогенидли яримўтказгичларда кўп валентли калай марказлариаро электронлар алмашинувини ўрганиш натижасида қуйидаги хулосаларга келинди:
1. As,_vSev, GeKvSev ва Gei.x.yAsySex, Asy(Gei.zSez)|.y, Pb|_vSn.vS Pb|_rSn.vS шишасимон қотишмалар таркиби рентгенофлуоресцент анализ усулида ±0,0002 аниқликда х, у ва z параметрлар бўйича сиртидан 0,1 мм чуқурликдан (секинлашган рентген нурларида флуоресценциявий қўзғатиш билан) 0,1 мкм чуқурликкача (электронлар дастаси ёрдамида флуоресценциявий қўзғатиш билан)аниқланди.
2. Шишасимон ОегЗз, СезЗез ва AS2S3, АьгЗез қотишмаларда қалайнинг амфотер U - нуқсонлари (бир марта ионлашган Snj*+ донор марказ ва бир марта ионлашган Sn^ акцептор марказлари) ўртасида 480 К хароратгача электрон алмашинув содир бўлмаганлиги аниқланди ва бу холат калайнинг икки валентли ва тўрт валентли марказлари турли координацией ҳолатларда жойлашганлиги билан тушунтирилди.
3. Эмиссиявий мессбауэр спектроскопияси усули ёрдамида ll9mSn изомерида оналик ядролари ll9mmSn ва II9Sb лардан фойдаланиб кисман компенсирланган айнимаган ковакли Pbo.97Sno.01Nao.01Tlo.01S ва Pb0.99Sn0.05Na0.05S намуналарда 80-^900 К хароратлар оралиғида, айниган ковакли Pb0.965Sn0.015Na0.01Tl0.01Se ва Pbo.988Sno.005Nao.005Tlo.007S намуналарда 8СН600 К хароратлар оралиғида калайнинг донор U -нуқсонларидаги Sn^ ва Sn^+марказлар ўртасидаги икки электронлар иштирокидаги алмашинув жараёни аниқланди.
4. Фақат Sn*+ ёки Snjr+ марказлар мавжуд бўлган намуналарда мессбауэр спектрида релятивистик допплер силжишининг ҳароратий силжишига мос келувчи харорат ўзгариши билан ўзгарувчи марказий силжишли синглет аниқланди.
5. Бир вақтнинг ўзида Sn^' ва Sn^+ мавжуд намуналарда харорат ортиши билан мессбауэр спектридаги Sn9' ва Sn^+марказларга тўғри келган чизиқларнинг якинлашиши ва уларнинг кенгайиб бориши кузатилди, бу ҳодиса Sn9* ва Sn^+ ҳолатлар ўртасида электрон алмашинуви жараёнининг ҳароратга богликлигини исботлайди.
6. Pbo.96Sno.02Nao.01Tlo.01S ва Pb0.99Sn0.05Na0.05S намуналарда 80-^900 К хароратлар оралигида хамда Pb0.965Sn0.015Na0.01Tl0.01Se ва Pbo^ssSno.oosNao.ooySe намуналарда 8СН600 К хароратлар оралигида ll9mSn изомерли оналик ядроси ll9mmSn ва ll9mSn бўлган мессбауэр спектрида оралиқ Бп^зарядли холат чизигининг мавжуд эмаслиги Sn9’ ва Sn^+ ҳолатлар ўртасидаги алмашинув бир вақтда икки электронлар кўчиши орқали содир бўлишини кўрсатди.
7. Pbo.96Sno.02Nao.01Tlo.01S ва Pb0.99Sn0.05Na0.05S намуналарда 80-900 К хароратлар оралигида хамда Pb0.965Sn0.015Na0.01Tl0.01Se ва Pbo.gxsSno.oosNao.oovSc намуналарда 8СН600 К хароратлар оралигида Snjr+ ва Sn*+ холатларнинг яшаш вақти 6 • 10 4 с дан 10 9 с гача камайиши аниқланди.
8. Pbo.96Sno.02Nao.01Tlo.01S ва Pbo.99Sno.05Nao.005S намуналардаги Sn^ ва Sn|+ ҳолатлар ўртасидаги электрон алмашинув активлашиш энергияси 0.11(2) эВни (бу Pbi.x.ySnxAyS учун Ферми сатхидан валент соҳасининг чўккисигача бўлган энергетик оралиқка тенг) ташкил этса, Pb0.965Sn0.015Na0.01Tl0.01Se ва Pbo.9«sSno.oo5Nao.oo7Se намуналар улар алмашинувнинг активлашиш энергияси 0.066(10) эВ эканлиги аниқланди. Аниқланган активлашиш энергияларининг қийматлари қалай концентрациясини « 1017 ат/см3 кийматларида ўзгармаслиги келтирилди ва бу электрон алмашинув жараёнига валент соҳадаги ҳолатлар жалб этилганлигини кўрсатди.
9. ll9"""Sn(ll9'"Sn) ва ll9Sb(ll9"'Sn) изотопларда эмиссион мессбауэр спектроскопияси усулида PbS;Se|_- каби қаттик қоришмаларда қалай атоми қўрғошин атоми билан ўрин алмашиши ва манфий корреляцией энергияли (LT- марказлар) икки электронли донор бўлиши, шунингдек, қалай киришмаси атомлари билан боглик энергетик сатхдар z > 0,5 да тақиқланган соҳанинг пастки ярмида, z < 0,4 да эса валент соҳанинг рухсат этилган ҳолатлар фонида жойлашиши кўрсатилди.
10. Қисман компенсацияланган Pbo.ggSno.oosNao.oosS^Sei.- каттиқ қоришмаларда қалайнинг нейтрал ва икки марта ионлашган U - марказлари ўртасида электрон алмашинув жараёни тадқиқ қилинди, ушбу жараёнда активлашиш энергияси z = 1 таркиб учун 0.111(5) eV дан z = 0 таркиб учун 0,05(5) eV гача камайиши ва z нинг барча кийматлари учун бу алмашинув валент соҳадаги локаллашмаган ҳолатлар иштирокида бир пайтда икки электроннинг кўчиши билан содир бўлиши аниқланди.