Pooljuhtdiood Töö eesmärk: Töövahendid: Pooljuhtdioodi pinge-voolu Diood, toiteallikas, potentsiomeeter, tunnusjoone määramine ja selle ampermeeter, voltmeeter. kasutamise oskuste arendamine. Skeem Teooria Pooljuhtdioodid on kahe väljastusega ühe pn- siirdega elektronseadised. Nende valmistamisel kasutatakse lähtematerjalina räni germaaniumi või galliumarseniidi monokristalli, kus lisandite kontsentratsioon ei tohi ületada 10-8 %. Dioode liigitatakse siirde kuju ja mõõtmete järgi punkt- ja pinddioodideks. Punktdioodidel on avaldava kontakti mõõtmed samas suurusjärgus siirde paksusega, pinddioodidel on aga siirde pindala tõkkekihi paksusest palju suurem. Otstarbe ja kasutusala järgi jaotatakse dioodid järgmiselt: 1. Alaldusdioodid. 2. Kõrgsagedusdioodid (lülitus-, detektor- ja segustidioodid). 3
mõne muu sobiva tekstuuriga aine tahked osakesed või kolloidosakesed. Edasine kristallisatsioon seisneb kristallikeskmetele uute osakeste lisandumises,stabiilsete kristallialgnete moodustumises ning kristalli kujunemises. Et looduses sisaldavad ained enamsti palju kristallikeskmeid,siis tekib nende kristallatsioonil polükristalliline s.o. paljudest enam vähem ühesuurustest korrapäratult paiknevatest kristallidest koosnev aine nt. Metallid,soolad. Korrapärase suure monokristalli nt rubiin-, fluoriid saamikseks on vajalik ühe domineeriva kristallatsioonikeskme olemasolu.Monokristallide kasvatamiseks rakendatakse msg. Meetodeid nt. Kristallikeskme aeglast väljatõmbamist vedelikust, vedeliktranspordi meetodit. Kristallisatsioonivesi · Kristalse aine nt. CuSo4 5H2O kristallvõres molekulidena olev vesi. Kristallhüdraadisteraldubkuumutamisel 100-400C, seejuures neeldub soojust ja muutuvad kristallvõre parameetrid nt. Võib tekkida uus mineraal.
Kõige väiksemat struktuuriühikut selles nimetatakse aine elementaarrakuks. Kõige lihtsam elementaarrakk on kuubi kujuline ja kõige lihtsam kristallvõre on kuubiline võre. 33. Mis on kristalne aine? Kristalses aines paiknevad aatomid kindla seaduspärasuse järgi, moodustades kolmemõõtmelise korduva struktuuri. 34. Mis on polükristalne materjal? Polükristall, aine juhuslikult orienteeritud kristalliitide kogum. 35. Mis vahe on mono ja polükristalli difraktsioonipildil? Monokristalli difraktsioonipildis on kõik difraktsioonipunktid selgelt eristatavad. Kui monokristalli asemel võtta sama aine juhuslikult orienteeritud kristalliitide kogum ehk polükristall, siis tekib kõikidest monokristallidest summaarselt difrageerunud kiirtest hele rõngas kauguse R keskpunktist. Ekraanile ilmub kontsentrilistest heledatest ja tumedatest rõngastest koosneb difraktsioonipilt. 36. Kuidas toimub elektronide difraktsioon kristalli tasanditelt?
sellega peenemaks, lõpuks läheb see nii peenikeseks, et pindpinevus teeb selle peenikese joa katki ja siis ongi piisad. 39. Mis on monokristalliline aine, mis polükristalliline aine? Tahkete ainete uurimisel ilmneb, et looduses on paljudel tahketel kehadel siledad tasandilised tahud, mis paiknevad teatud nurga all, ja vahel on neil kehadel ka korrapärase hulktahuka kuju. Selliseid tahkeid kehi nimetatakse monokristallideks. Monokristalli näide mäekristallid, räni, graniit. Metallid polükristallid. 40. Kirjeldage kristallivõret? Aineosakesed paiknevad kristallvõres korrapäraselt. Punkte, mis vastavad osakeste kõige püsivamatele tasakaaluasenditele, nim. sõlmedeks. Sõlmede vahelisi sidemeid kujutatakse joontena. 41. Mida nimetatakse elastsuseks? Elastsuseks nimetatakse deformeeritud tahkete kehade omadust taastada oma esialgne kuju ja suurus pärast välisjõudude mõju lakkamist
aatom-, molekul-, ioon- ja metallivõret. Kristallivõre energia energia, mis eraldub kristallide moodustamisel aatomitest, molekulidest või ioonidest. Tahke aine tugevus sõltub kristallivõre energiast, mille suurus sõltub osakeste vahelise sideme tüübist. Sideme tüüp sõltub sellest, millistest osakestest on ehitatud antud kristall.. Elementaarrakk kristallaine väikseim osakene, mille n-kordne moodustab suurema monokristalli. Elementaarrakud võivad kasvada ruumis igas suunas, kui kasvamine ei ole kuubilise kristalli korral üheski suunas, saadakse kuubikujuline monokristall. Mõõtmed võivad olla mõni sentimeetrit kuni kümme sentimeetrit. Kui monokristalli kasvamine on mõnes suunas takistatud, siis võib saada mistahes kujuga kristalli. Isomorfsed ained erinev elementkoostis, kuid ühesugune struktuur Polümorfsed ained samasugune elementkoostis, kuid erinev struktuur Röntgenfaasi analüüs
aatom-, molekul-, ioon- ja metallivõret. Kristallivõre energia energia, mis eraldub kristallide moodustamisel aatomitest, molekulidest või ioonidest. Tahke aine tugevus sõltub kristallivõre energiast, mille suurus sõltub osakeste vahelise sideme tüübist. Sideme tüüp sõltub sellest, millistest osakestest on ehitatud antud kristall.. Elementaarrakk kristallaine väikseim osakene, mille n-kordne moodustab suurema monokristalli. Elementaarrakud võivad kasvada ruumis igas suunas, kui kasvamine ei ole kuubilise kristalli korral üheski suunas, saadakse kuubikujuline monokristall. Mõõtmed võivad olla mõni sentimeetrit kuni kümme sentimeetrit. Kui monokristalli kasvamine on mõnes suunas takistatud, siis võib saada mistahes kujuga kristalli. Isomorfsed ained erinev elementkoostis, kuid ühesugune struktuur Polümorfsed ained samasugune elementkoostis, kuid erinev struktuur Röntgenfaasi analüüs
Tekib, kui kristallide kasv algab korraga paljudes kohtades. Üksikute terade pinnal muutub kristallvõre orientatsioon. Kui kristallisatsioon algab vormi pinnalt, on orientatsioon veidi erinev. 2) Monokristall on tahke keha, kus aatomite korrapärane paiknemine jätkub kogu keha ulatuses, st on üksainus suur kristall. Looduslikud monokristallidon tavaliselt korrapärase hulktahuka kujulised. Tehnilistel eesmärkidel kasvatatakse monokristalle kunstlikult. Monokristalli tõmbamise skeem sulandist on joonisel. Nii saadakse näiteks suuri pooljuht-materjalide monokristalle läbimõõduga kuni 40 cm ja pikkusega üle meetri. Anisotroopia on nähtus, kus monokristalli omadused eri suundades on erinevad. See on seotud osakeste erineva tihedusega erinevates suundades. Anisotroopia on seda suurem, mida ebasümmeetrilisem on kristall. 3) Amorfsetes materjalides puudub osakeste paiknemise kaugem korrapära, esineb ainult lähi-korrapära.
Üksikute terade pinnal muutub kristallvõre orientatsioon. Kui kristallisatsioon algab vormi pinnalt, on orientatsioon veidi erinev. 2) Monokristall on tahke keha, kus aatomite korrapärane paiknemine jätkub kogu keha ulatuses, st on üksainus suur kristall. Looduslikud monokristallid (näiteks mäekristall) on tavaliselt korrapärase hulktahuka kujulised. Tehnilistel eesmärkidel kasvatatakse monokristalle kunstlikult. Monokristalli on ka oma kindel tõmbamise skeem sulandist. Nii saadakse näiteks suuri pooljuhtmaterjalide monokristalle läbimõõduga kuni 40 cm ja pikkusega üle meetri. Anisotroopia on nähtus, kus monokristalli omadused eri suundades on erinevad. See on seotud osakeste erineva tihedusega erinevates suundades. Anisotroopia on seda suurem, mida ebasümmeetrilisem on kristall. Anisotroopsed omadused on näiteks elastsusmoodul, peegeldustegur, elektrijuhtivus
Üksikute terade pinnal muutub kristallvõre orientatsioon. Kui kristallisatsioon algab vormi pinnalt, on orientatsioon veidi erinev. 2) Monokristall on tahke keha, kus aatomite korrapärane paiknemine jätkub kogu keha ulatuses, st on üksainus suur kristall. Looduslikud monokristallid (näiteks mäekristall) on tavaliselt korrapärase hulktahuka kujulised. Tehnilistel eesmärkidel kasvatatakse monokristalle kunstlikult. Monokristalli on ka oma kindel tõmbamise skeem sulandist. Nii saadakse näiteks suuri pooljuhtmaterjalide monokristalle läbimõõduga kuni 40 cm ja pikkusega üle meetri. Anisotroopia on nähtus, kus monokristalli omadused eri suundades on erinevad. See on seotud osakeste erineva tihedusega erinevates suundades. Anisotroopia on seda suurem, mida ebasümmeetrilisem on kristall. Anisotroopsed omadused on näiteks elastsusmoodul, peegeldustegur, elektrijuhtivus
Selle saamiseks allpool aparaadis temp kõrgem, õõnsus täidetud kristallilise polükvartsipulbriga, NaOH lahus alusel. Temp tõstmisel ränioksiid hakkab sellises keskkonnas lahustuma ja ülesse väiksema temp juurde paigutatud monokristallitükikesele hakkab SiO2 välja sadenema, kuna alus kristallliline, hakkab kristall edasi kasvama. Vt slaidil 16 joonis. Sel viisil saame puhta ja perfektse monokristalli. Millest lõigatakse teatud nurkade all välja seibid, kui anda sellele vahelduvpinge kindla sagedusega, on võimalik leida kvartskristalli omavõnkesagedus, mis on täpselt määratud selle kristalli dimensioonidega. -> aja väga täpne määramine 16 Monday 1 October y Teine tehniline rakendus: kui kvartsi pinna peale sadeneb mingi materjal,
17). Üksikute terade pinnal muutub kristallvõre orientatsioon. Kui kritallisatsioon algab vormi pinnalt, on orientatsioon veidi erinev (joonis 2-18). 2) Monokristall on tahke keha, kus aatomite korrapärane paiknemine jätkub kogu keha ulatuses, st on üksainus suur kristall. Looduslikud monokristallid (nt. Mäekristall) on tavaliselt korrapärase hulktahu kujulised. Tehnilistel eesmärkidel kasvatatakse monokristalle kunstlikult. Monokristalli tõmbamise skeem sulandist joonis 2-19. Nii saadakse nt suuri pooljuhtmaterjalide monokristalle läbimõõduga kuni 40 cm ja pikkusega üle meetri. Anisotroopia on nähtus , kus monokristalli omadused eri suundades on erinevad. See on seotud osakeste erineva tihedusega erinevates suundades. Anisotroopia on seda suurem, mida ebasümmtrilisem on krisatall. Anisotroopsed omadused on nt elastusmoodul, peegeldumistegur, elektrijuhtivus. Polükritalne materjal on isotroopne, omadused on keskmised
kohtades (tavaliselt lisandid, kolloidosakesed jne) (joon 2-17). Üksikute terade pinnal muutub kristallvõre orientatsioon. Kui kristallisatsioon algab vormi pinnalt, on orientatsioon veidi erinev. Monokristall on tahke keha, kus aatomite korrapärane paiknemine jätkub kogu keha ulatuses, st on üksainus suur kristall. Looduslikud monokristallid (näiteks mäekristall) on tavaliselt korrapärase hulktahuka kujulised. Tehnilistel eesmärkidel kasvatatakse monokristalle kunstlikult. Monokristalli tõmbamise skeem sulandist on joonisel 2-19. Nii saadakse näiteks suuri pooljuhtmaterjalide monokristalle läbimõõduga kuni 40 cm ja pikkusega üle meetri. Anisotroopia on nähtus, kus monokristalli omadused eri suundades on erinevad. See on seotud osakeste erineva tihedusega erinevates suundades. Anisotroopia on seda suurem, mida ebasümmeetrilisemon kristall. Anisotroopsed omadused on näiteks elastsusmoodul, peegeldustegur, elektrijuhtivus
Kirjeldatud tingimustel tekib valguskvante rohkem kui neid neeldub, sest pöördhõive tõttu on valentsvööndi lae lähedal väga vähe elektrone, millele kvandi energia saaks kanduda. Selle tulemusena siirde tasapinnas leviv valguslaine võimeneb (tema amplituud suureneb). Rekombinatsioonide arvu saab suurendada pannes valguskvandid siirde tasapinnas edasi-tagasi liikuma. Selleks moodustatakse optiline resonaator, lihvides pooljuhi monokristalli kaks otstahku paralleelseteks peegliteks (joonis 4.13 a). Peegeldunud kvandid võivad mitu korda läbida pöördhõivestatud piirkonna, kutsudes esile uute rekombinatsioonide ning seega kvantide tekke. Pärast mitmekordset peegeldumist väljub valguskiir läbi ühe (poolläbipaistva) peegli. Laserdioode kasutatakse laialdaselt kiudoptikas saatjatena, lasertöötluses, lasersihikutes ja mitmesuguste valgusefektide saamiseks. Elektroonika alused
– 20%; <0,3mm – 30%. Pulbrite omadused jaotatakse: 1) pulbri tehnoloogilised omadused;2) keemiline koostis, hõõrdejõud, autoadhesioon.struktuurne koostis ja geomeetrilised parameetrid,3)pulbri kui terviku parameetrid (osakeste pakkimise tihedus, fraktsiooniline koostis, tugevus tõmbele, takistus nihkele, sisehõõrdekoefitsent). 18. Elementaarrakuks (JOONIS!!) nimet. kristalse aine väikseimat osakest, mille kordne moodustab tervikliku aine ehk monokristalli. Selle el.raku moodustavad võresõlmpunktides olevad osakesed ja neid ühendavad sidemed. Kristallvõre el.rakul on omadus kasvada ruumis kõigis 3 suunas; kui kasvukiirus kõigis 3 suunas on ühtlane, tekib monokristall. Võreparameetrid on sidemete pikkused a, b, c ja nende vahelised nurgad a,b,gKuubikujulise võre korral on a=b=c ja a=b=g=900. Osakeste paiknemise geomeetria järgi jagatakse kristallid 7-sse süsteemi. Süsteemi
kristalse või amorfse ainega (või seguga); *millise kristallaine või ainete seguga on tegemist; *võimalik määrata kristallaine võre parameetrid. Segudes võimalik identifitseerida max 7 8 kristallainet. 20. Elementaarrakk kristallvõre väikseim osake, mis iseloomustab veel võre struktuuri iseärasusi. Tal on omadus kasvada ruumis igas suunas. Kui kasv igas suunas ei ole takistatud, siis saadakse monokristall, mille kuju vastab võre tüübile (kuupvõrega->kuubik). Kui monokristalli kasv mõnes suunas on takistatud, avaldab kristall kasvamisel takistusele teatud rõhku. Selle rõhu mõjul võib takistus puruneda ja kui kasvamine toimub materjali sees, siis materjal hävib. Kui pooorsetes materjalides (punane tellis, betoon, poorsed paekivid) on soolad ja on tingimused monokristallide kasvamiseks, siis need materjalid hakkavad murenema. Võre parameetrid sidemete pikkused a, b ja c ja nende vahelised nurgad , , . )
Pulbrilise keha tugevus sõltub: autoadhesioon, molekulaarjõud, elektrilised jõud, kapillaarjõud. 19) Elementaarrakk kristallvõre väikseim osake, mis iseloomustab veel võre struktuuri iseärasusi. Tal on omadus kasvada ruumis igas suunas. Kui kasv igas suunas ei ole takistatud, siis saadakse monokristall, mille kuju vastab võre tüübile (kuupvõrega->kuubik). Kui monokristalli kasv mõnes suunas on takistatud, avaldab kristall kasvamisel takistusele teatud rõhku. Selle rõhu mõjul võib takistus puruneda ja kui kasvamine toimub materjali sees, siis materjal hävib. Kui pooorsetes materjalides (punane tellis, betoon, poorsed paekivid) on soolad ja on tingimused monokristallide kasvamiseks, siis need materjalid hakkavad murenema. Võre parameetrid sidemete pikkused a, b ja c ja nende vahelised nurgad , ,
olevate osakeste ja nende paiknemise geomeetria järgi. Näited. Kas kristalseid aineid on võimalik identifitseerida nii puhtal kujul kui segudes amorfsete ainetega ja mitmete kristalsete ainetega, põhjendage vastust ?! Elementaarrakk kristallvõre väikseim osake, mis suudab iseloomustada võre struktuuri iseärasusi. Tal on omadus kasvada ruumis igas suunas. Kui kasv igas suunas ei ole takistatud, siis saadakse monokristall, mille kuju vastab võre tüübile (kuupvõrega kuubik). Kui monokristalli kasv mõnes suunas on takistatud, avaldab kristall kasvamisel takistusele teatud rõhku. Selle rõhu mõjul võib takistus puruneda ja kui kasvamine toimub materjali sees, siis materjal hävib. Kui pooorsetes materjalides (punane tellis, betoon, poorsed paekivid) on soolad ja on tingimused monokristallide kasvamiseks, siis need materjalid hakkavad murenema. Võre parameetrid sidemete pikkused a, b ja c ja nende vahelised nurgad , , . ).
kristallvõre korral on a=b=c ja ===90 o, aga heksagonaalse puhul on a1=a2=a3b ja 1= 2= 3=60o, =90o. Ühte ja sama ainet on võimalik saada ja toota erinevate võreparameetritega: väiksemate võreparameetritega ainete keemilised omadused on tugevamad; võnkeparameetrite tugevus väljendub ainete reaktsioonivõimes (hulk, kui paljudega ja kiirus, millega reageerib). Elementaarrakk võib kasvada ruumis kõigis kolmes suunas, kui kasvukiirus kõigis suundades on ühtlane tekib monokristall. Kui monokristalli kasv mõnes suunas on takistatud, avaldab kristall kasvamisel takistusele teatud rõhku selle rõhu mõjul võib takistus puruneda ja kui kasvamine toimub materjali sees, siis materjal hävib. Kui poorsetes materjalides (punane tellis, betoon) on soolad ja on tingimused monokristallide kasvamiseks, siis need materjalid hakkavad murenema. Võrekonstant on kõige väiksem kaugus kahe naaberosakese tsentrite vahel elementaarrakkudest. NB! Ainete
Selle raku moodustavad võre sõlmpunktides olevad osakesed ja neid ühendavad sidemed. Kui elementaarrakud paiknevad kehas korrapäraselt, siis seda keha nimetatakse monokristalliks (N: kvartsi monokristall mäekristall). Kui ei paikne korrapäraselt, on tegemist polükristalse kehaga. Võre parameetrid on sidemete pikkused a, b, c ja nende vahelised nurgad , , .Elementaarrakk võib kasvada ruumis kõigis 3 suunas, kui kasvukiirus kõigis suundades on ühtlane, tekib monokristall. Kui monokristalli kasv mõnes suunas on takistatud, avaldab kristall kasvamisel takistusele teatud rõhku. Selle rõhu mõjul võib takistus puruneda ja kui kasvamine toimub materjali sees, siis materjal hävib. Kui poorsetes materjalides (punane tellis, betoon, poorsed paekivid) on soolad ja on tingimused monokristallide kasvamiseks, siis need materjalid hakkavad murenema. NB! Ainete sisestruktuur on peamine faktor, millest oleneb aine ja materjali kõvadus, tugevus.
mitu suurusjärku. Korrastamatus aatomite paigutuses ja küllastamata sidemete olemasolu piirpinnal viib aine keemilise aktiivsuse suurenemisele piirpinna alas. Aine mehhaanilised omadused ei ole defektide suhtes eriti tundlikud. Polükristallilise materjali kõrge tugevus näitab kohesioonijõudude olemasolu üle piirpindade. Polükristallilise materjali tihedus on samuti ligikaudu võrdne sama materjali monokristalli tihedusele. 5.5.3. Kaksikud Kaksikpinnad on kristallide vaheliste piirpindade eritüüp, kus esineb peegelvõre sümmeetria. Kaksikud võivad materjalis tekkida kas materjalide mehhaanilisel või termilisel töötlusel. Kaksikute teke on võimalik vaid kindlal kristallograafilisel tasapinnal ja kindlas materjali kristallstruktuuriga määratud suunas. 5.5.4. Faasidevahelised piirpinnad Faasidevahelised piirpinnad võivad olla kui piirpinnad aine erinevate
annaabi.ee 
