Elektr energiyasini olishning an’anaviy va noana’naviy usullari haqida umumiy ma’lumotlar

Ionlar implantasiyasi va kvant tuzilmalar 
Hozirdanoq kvant tuzilmalar elektronikaning barcha jabhalarida keng 
qo‘llanila boshlangan. Xususan, kvant tuzilmalar asosida yaratilgan o‘ta yuqori 
chastotali tunnel diodlar, tranzistorlar, yarim o‘tkazgichli lazerlar, turli datchiklar va 
sensorlar, kvant kompyuterlar uchun mikroprotsessorlar zamonaviy elektronikaning 
asosi bo‘lib hisoblanmoqda.
Rezonansli tunnel diod - klassik zarracha, to‘liq energiyasi potentsial to‘siq 
energiyasidan katta bo‘lsagina undan oshib o‘tadi, kichik bo‘lsa zarracha to‘siqdan 
qaytadi va teskari tomonga harakatlanadi. Kvant zarracha esa boshqacha 
harakatlanadi: uning energiyasi etarli bo‘lmasa ham to‘siqni to‘lqin kabi engib 
o‘tishi mumkin. To‘liq energiyasi potentsial energiyadan kam bo‘lsa ham to‘siqni 
oshmasdan o‘tish ehtimoli mavjud ekan. Bu kvant hodisa «tunnel samarasi» nomini 
oldi va u rezonansli tunnel diodida foydalaniladi. 
Kvant chuqurliklari asosidagi lazerlar 
Kvant tuzilmalar lazerlar tayyorlashda muvaffaqiyatli qo‘llanilmoqda. 
Bugungi kunda kvant chuqurliklar asosida yaratilgan samarali lazer qurilmalari 
iste'molchilar 
bozoriga 
etib bordi va tolali-optik aloqada muvaffaqiyatli 
qo‘llanilmoqda. Qurilmalar tuzilishi va ishlashi quyidagicha: birinchidan, har 
qanday lazer uchun energetik sathlarning invers zichlanishini oshirish lozim. 
Boshqacha aytganda, yuqori energetik sathda quyi sathdagiga qaraganda ko‘proq 
elektronlar joylashishi kerak bo‘lib, termik muvozanat holati paytida buning aksi 
bo‘ladi. Ikkinchidan, har bir lazerga optik rezanator yoki elektromagnit nurlanishni 
ishchi hajmga to‘playdigan qaytargichlar sistemasi zarur. 
Kvant chuqurlikni lazerga aylantirish uchun uni elektronlar kiruvchi va chiqib 
ketuvchi ikki kontaktga ulash lozim. Kontakt orqali elektron o‘tkazuvchanlik 
zonasiga kirgan elektron sakrab, o‘tkazuvchanlik zonasidan valent zonasiga o‘tadi 
va ortiqcha energiyasini kvant, ya'ni elektromagnit to‘lqin shaklida nurlantiradi. 
Keyin valent zonadan boshqa kontakt orqali chiqib ketadi. Kvant mexanikasida 
nurlanish chastotasi (5) shart bilan aniqlanishi ma'lum. Bu yerda Es1, E v1 mos 
holda o‘tkazuvchanlik zonasi va valent zonadagi birinchi energetik sathlar 
energiyasi. 

---

Lazer hosil qilgan elektromagnit nurlanish asbobning markaziy ishchi 
sohasida to‘planishi lozim. Buning uchun ichki qatlamlarning sindirish ko‘rsatkichi 
tashqarinikidan katta bo‘lishi kerak. Ichki soha to‘lqin uzatgich vazifasini o‘taydi 
deyish ham mumkin. To‘lqin uzatgich chegaralariga qaytaruvchi oynalar o‘rnatilib, 
ular rezonator vazifasini bajaradi. 
Kvant chuqurliklar asosidagi lazerlar oddiy yarim o‘tkazgichli lazerlarga 
qaraganda 
qator 
afzalliklarga 
ega. 
Ularga quyidagilarni kiritish mumkin: 
generatsiyalanayotgan lazer chastotasini boshqarish imkoni, optik nurlanishda 
befoyda so‘nishning kamligi, invers zichlanishni hosil qilish elektron gazlarda 
osonligi tufayli kam tok talab qilinadi va ko‘proq yorug‘lik beriladi. Shu tufayli 
ularning foydali ish koeffitsienti 60 foizgacha etadi. 
Hozirda ham kvant chuqurliklar asosida lazerlar tayyorlash bo‘yicha 
dunyoning ko‘pgina laboratoriyalarida keng qamrovli ishlar olib borilmoqda. Aynan 
tolali-optik aloqada qo‘llanilayotgan lazerlar yaratishdagi xizmatlari uchun 2003 yili 
rus olimi J. Alfyorovga Nobel mukofoti berilgan edi.