Bütün bu hesablama maşınlarını qurmaq
üçün yarımkeçiricilərdən necə istifadə
olunduğunu anlamaqdan ötrü lap
əvvəldən başlamalıyıq. Gəlin, elə başlayaq
yarımkeçiricilərin niyə yarımkeçirici adlanmasından.
Niyə bəzi materiallar
elektriki keçirdiyi
halda
digərləri keçirə bilmir?
Bunu başa düşmək üçün, atom səviyyəsinə
enmək lazımdır. Bizim artıq atom haqda
müəyyən anlayışımız var.
Lakin, bizim atomun quruluşu
haqda biliyimiz kifayət deyil.
Buna görə də bu videoda
əvvəlki videoda öyrəndiklərimizi
gözdən keçirəcəyik.
Və niyə bizə məlum olan
atom nəzəriyyəsinin
bərk materiallar üçün keçərli olmadığının
şahidi olacağıq.
Artıq atom haqqında müəyyən biliyimiz var.
Məsələn, bütün maddələrin atomlardan təşkil olunduğunu bilirik.
Əgər atomlardan birini götürüb yaxınlaşdırsaq,
atomların özlərinin də daha kiçik
şeylərdən ibarət olduğunu görərik.
Atomun mərkəzində, nüvə adlandırdığımız
müsbət yüklü zərrəcik yerləşir
və mənfi yüklü elektronlar isə
nüvə tərəfindən cəzb olunur
və elektronlar planetlərin Günəş ətrafında
dövr etdiyi kimi nüvənin
ətrafında müxtəlif orbitlərdə fırlanırlar.
Lakin, bu o qədər də dəqiq model deyil.
Buna daha sonra qayıdacağıq.
Hələlik bu modeli istifadə edəcəyik.
Lakin, ən vacib şey bunun kimi atoma
sıx bağlanmış elektronların olmasıdır.
Bunları daxili elektronlar adlandırırıq.
Daxili elektronlar keçiricilikdə heç bir
rol oynamır.
Ancaq, burada nüvə tərəfindən
az cəzb olunan elektronlar da var
və həmin elektronlar bir atomdan digərinə
hərəkət etməkdə sərbəstdirlər.
Məhz bu elektronlar keçiricilikdə
rol oynayır və onları valent
yaxud da sərbəst elektronlar adlandırırıq.
Bəzi materiallarda
bu elektronları qoparmaq çox asandır.
Bu halda, çox sayda elektron atomu
tərk edir və onları yaxşı keçirici ya da sadəcə
keçirici adlandırırıq.
Lakin, bəzi materiallarda bu cür
sərbəst elektronları qoparmaq olduqca çətindir.
bu halda az miqdarda elektron qopur
və belə materiallar dielektriklər adlanır.
Yarımkeçiricilər isə keçiricilərlə
dielektriklər arasında aralıq vəziyyət
tutan materiallardır.
İndi belə bir sual yaranır.
Elektron necə sərbəst olur?
Onu sərbəst edən nədir və nədən asılıdır?
Bizim anlamalı olduğumuz şey budur.
İndi bütün bu məsələni bərk maddələr üçün
nəzərdən keçirək, çünki yarımkeçiricilər
bərk maddələrdir və bərk maddədələrdə
elektronu sərbəst edən şeyin nə olduğunu bilməliyik.
Bunu bilmək üçün gərək atomun planetar
modelini bir kənara qoymalıyıq, çünki
bu model dəqiq deyil.
Bunun üçün atomun daha dəqiq
bir modelinə istinad etməliyik.
Gəlin başlayaq.
Biz bunu artıq kimya kursunda öyrənmişik.
İlk növbədə, elektronların harada
yerləşməsinə və hansı orbit üzrə hərəkət
etməsinə baxmaq əvəzinə
onların enerjiləri haqqında fikirləşmək yaxşı olardı.
Elektronların enerji tutumu haqqında
düşünmək daha məqsədəuyğundur.
Artıq biz kimyadan bilirik ki,
hər bir atomun içərisindəki
elektronlar təyin olunmuş
enerji dəyərlərinə
malik olurlar,
yalnız xüsusi enerji səviyyələri.
Ola bilsin ki, elektronun malik ola
biləcəyi ən kiçik enerji buradır.
Qrafikdəki qiymətlər o qədər də vacib
olmadığı üçün onları yazmayacağıq.
Belələiklə, ola bilsin
bu, elektronun sahib ola
biləcəyi ən kiçik enerjidir.
Elektronun sahib ola biləcəyi
sonrakı enerji səviyyəsi burada
və daha sonrakı səviyyə buralarda
ola bilər və sairə.
Və bu enerji səviyyələrini adlandırırıq.
Ən aşağı enerji səviyyəsini 1S,
daha sonrakını 2S adlandırırıq.
Bundan sonrakı isə 2P olur.
Daha sonra 3S, 3P və belə davam edir.
Əgər bunlar sizə yenidirsə,
və S və P-nin nə olduğunu bilmirsinizsə,
videonu dayandırıb
elektron konfiqurasiyası videolarına
baxa bilərsiniz.
Aydındır ki, elektronlar bu enerji
səviyyələrində təsadüfi yerləşmirlər.
Elektronlar bu enerji səviyyələrini
müəyyən qanunauyğunluğa əsasən
doldururlar.
Bu qanun Paulinin istisna prinsipi
adlanır.
istisna prinsipi yaxud qanunu.
Bu, onu deməyə imkan yaradır ki,
heç bir iki elektron
eyni enerjiyə
malik ola bilməz.
Bu Pauli prinsipinin dəqiq tərifi
olmasa da bizim üçün bu qədəri kifayətdir.
Gəlin, indi bir nümunə götürək.
Sodium atomunu götürək.
Sodium atomunda
11 elektron var
və bu 11 elektron yalnız
xüsusi enerji səviyyələrində ola bilər.
Elektronlar bu enerji səviyyələrini
istisna prinsipinə görə
dolduracaqlar.
Yadda saxlamaq lazımdır ki, elektronlar
həmişə ən az enerjini tutmaq istəyirlər.
Belə ki, ilk elektron bura gələcək