Читать книгу Все науки. №7, 2023. Международный научный журнал - Ибратжон Хатамович Алиев - Страница 5

УДК 621.383

Мавлонов Пахлавон Иброхимович

Старший преподаватель кафедры «Естественных наук» факультета компьютерного инжиниринга Ферганского филиала Ташкентского Университета Информационных Технологий

Ферганский филиал Ташкентского Университета Информационных Технологий, Фергана, Узбекистан

Аннотация. Активность в области использования полупроводниковых материалов в области энергетических технологий на сегодняшний день открывает большое количество возможностей, что говорит о необходимости дальнейшего более активного развития и использования. Кроме того, стоит также обращать внимание и на применение большого количества различных материалов среди коих могут выделяться отдельные представители, резко повышающие общую эффективность всей полупроводниковой конструкции и находящиеся на данный момент в большем приоритете по подобному измерению в лице бинарных, тернарных и т. д. химический соединений.

Ключевые слова: теллурид кадмия, полупроводниковые элементы, фотоэлектрические устройства, эффективность, технология производства, индустриализация.

Annotation. Activity in the field of the use of semiconductor materials in the field of energy technologies today opens up a large number of opportunities, which indicates the need for further more active development and use. In addition, it is also worth paying attention to the use of a large number of different materials, among which individual representatives may stand out, dramatically increasing the overall efficiency of the entire semiconductor structure and are currently in greater priority for such a measurement in the face of binary, ternary, etc. chemical compounds.

Keywords: cadmium telluride, semiconductor elements, photovoltaic devices, efficiency, production technology, industrialization.

Фотоэлектрические элементы, как известно, основывающиеся на методе генерации электрической энергии благодаря малой энергии, которую необходимо прикладывать в лице того или иного излучения, действуют по законам фотоэлектрических явлений (частные уравнения) (1—2).

И прежде чем давать некоторые выводы относительно того или иного элемента, признаваемое как основное для создаваемого полупроводникового элемента, стоит рассмотреть настоящее химические соединение по самым различным его параметрам. В данном случае на роль такого соединения выходит теллурид кадмия (Рис. 1), являющееся бинарным соединением кадмия и теллура, а также считаемый полупроводником 2-а и 6-б группы с шириной запрещённой зоны при температурах в 300 К в 1,49 эВ.

Рис. 1. Кристалл теллурида кадмия

Применение этого элемента на данный момент действительно популярно при создании солнечных батарей, детекторов ионизирующего излучения и фотоприёмников, однако математическая база этих явлений всё также требуют рассмотрения. Этот материал при обычном своём состоянии является твёрдым с молярной массой в 240,01 г/моль и плотностью 5,85 г/см³, обладает после своего образования температурой плавления 1092 градуса по Цельсию с кубической структурой или структурой сфалерита, также популярный в народе как цинковая обманка.

У образованного материала коэффициент линейного теплового расширения составляет 5,9*10^—6 1/К при достижении значения температур в 293 К. Модуль Юнга у такого материала достигает 52 Гпа с коэффициентом Пуассона 0,41. Ещё одним, для некоторых случаев благоприятных моментов является обстоятельство его прозрачности для инфракрасного излучения от 830 нм, однако отрицательным в случае необходимости детектирования подобного рода классов излучений. Необходимо отметить, что это излучение, зависимое от энергии, близкой к ширине запрещённой зоны материала в 1,5 эВ при 300 К, что и становится причиной его прозрачности для такого рода излучений, соответствующие 20 мкм.

Рис. 2. Смещение спектров флуоресценции в теллуриде кадмия

Данный элемент кроме того обладает свойством флуоресценции, но достигает своего пика только при 790 нм. Настоящий закон действенен только для массивных кристаллов, когда же их размер сравнительно уменьшается и может доходить до состояния приведения в квантовые точки, пик флуоресценции начинает смещаться на определённое значения, находясь уже на ультрафиолетовый диапазон. Больше всего эту зависимость олицетворяет спектр флуоресценции теллурида кадмия для различных размеров, где размер коллоидных частиц увеличивается примерно от 2 до 20 нм, а в лице причины такого смещения пика представляется некоторая квантовая яма (Рис. 2).

Среди химических свойств этого соединение не стоит говорить довольно много и вполне достаточно отметить, что он плохо растворяется в воде, имеет свойство взаимодействия даже со слабыми кислотами с выделением теллуроводорода и образованием соответствующей соли, что довольно очевидно.

Исходя из всех представленных физико-химических описаний настоящего соединения, а также находя соответствие с физико-математическими законами фотоэлектрических явлений, можно в сравнительном анализе говорить о весьма благоприятной пригодности этого материала для роли полупроводниковой фотоэлектрической основы для подобного рода устройств со сравнительно большой эффективностью. Но стоит сказать, что дальнейшее совершенствование этой технологии неизбежно и требует более подробного дальнейшего рассмотрения.

Использованная литература

1. Бовин Л. А и др. Физика соединений а-2 б-6 / под ред. А. Н. Георгобиани, М. К. Шейнкмана. – М.: Наука, Гл. ред. Физ.-мат. Лит., 1986. – 319 с.

2. Ансельм, А. И. Введение в теорию полупроводников / А. И. Ансельм. – Л.: Наука, 1978. – 616 c.

3. Ансельм, А. И. Введение в теорию полупроводников / А. И. Ансельм. – М.: Лань, 2008. – 624 c.

4. Ансельм, А. И. Введение в теорию полупроводников / А. И. Ансельм. – Москва: Огни, 1978. – 770 c.

5. Атья, М. Геометрия и физика узлов / М. Атья. – Москва: СПб. [и др.]: Питер, 1995. – 963 c.

6. Борисов, Е. Ключ к солнцу. Рассказы о полупроводниках / Е. Борисов, И. Пятнова. – Л.: Молодая Гвардия, 1997. – 304 c.

7. Данлэп, У. Введение в физику полупроводников / У. Данлэп. – М.: Издательство иностранной литературы, 2011. – 430 c.

8. Зельдович, Я. Б. Высшая математика для начинающих и её приложения к физике / Я. Б. Зельдович. – Москва: РГГУ, 1983. – 794 c.

9. Зельдович, Я. Б. Высшая математика для начинающих физиков и техников / Я. Б. Зельдович, И. М. Яглом. – Москва: ИЛ, 1982. – 108 c.

10. Иоффе, А. Ф. Избранные труды (том 2). Излучение, электроны, полупроводники: моногр. / А. Ф. Иоффе. – Москва: Наука, 1976. – 552 c.

11. Курчатов, И. В. И. В. Курчатов. Собрание научных трудов в 6 томах. Том 1. Ранние работы. Диэлектрики. Полупроводники / И. В. Курчатов. – Л.: Наука, 2005. – 576 c.

12. Ладыженская, О. А. Краевые задачи математической физики / О. А. Ладыженская. – Москва: Гостехиздат, 1975. – 810 c.

13. Левинштейн, М. Е. Знакомство с полупроводниками / М. Е. Левинштейн, Г. С. Симин. – М.: Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», 1984. – 240 c.

14. Левинштейн, М. Е. Знакомство с полупроводниками / М. Е. Левинштейн, Г. С. Симин. – М.: Институт компьютерных исследований, 2004. – 208 c.

15. Михлин, С. Г. Курс математической физики / С. Г. Михлин. – Москва: Высшая школа, 2005. – 947 c.

16. Новые полупроводниковые приборы: Химия, физика, техника полупроводников. – М.: Гостехиздат, 1975. – 748 c.

17. Ормонт, Б. Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников / Б. Ф. Ормонт. – М.: Высшая школа, 1975. – 490 c.

18. Ректорис, К. Вариационные методы в математической физике и технике / К. Ректорис. – Москва: Высшая школа, 1985. – 363 c.

19. Слэтер, Дж. Диэлектрики. Полупроводники. Металлы / Дж. Слэтер. – М.: Мир, 2001. – 648 c.

20. Угай, Я. А. Введение в химию полупроводников / Я. А. Угай. – М.: Высшая школа, 1975. – 302 c.

21. Франк, Ф. Дифференциальные и интегральные уравнения математической физики (ч. 2) / Ф. Франк, Р. Мизес. – Москва: ИЛ, 1990. – 467 c.