PALLADIY ATOMLARI BILAN LEGIRLANGAN KREMNIY NA'MUNALARINING SIRTIY MORFOLOGIYASI VA TOPOLOGIYASI

ISSN: 3030-3931, Impact factor: 7,241 Volume 10, issue 1, Oktabr 2025 https://worldlyjournals.com/index.php/Yangiizlanuvchi worldly knowledge OAK Index bazalari : research gate, research bib. Qo’shimcha index bazalari: zenodo, open aire. google scholar. Original article 1520 PALLADIY ATOMLARI BILAN LEGIRLANGAN KREMNIY NA’MUNALARINING SIRTIY MORFOLOGIYASI VA TOPOLOGIYASI Yoqubjonov Jamshidbek Hakimjon o‘g‘li Namangan viloyati, Namangan tuman ixtisoslashtirilgan maktab, fizika o‘qituvchisi [email protected] Annotatsiya: Ushbu maqolada palladiy atomlari bilan legirlangan kremniy (Si–Pd) namunalarning sirtiy morfologiyasi va topologiyasi o‘rganilgan. Tadqiqotda kremniy yuzasiga palladiy kiritilishi natijasida struktura va elektron xususiyatlardagi o‘zgarishlar tahlil qilindi. Skanning elektron mikroskopi (SEM) va atom-kuch mikroskopi (AFM) yordamida olingan natijalar yuzaning notekisligi, donachalar kattaligi hamda morfologik o‘zgarishlarni aniqlash imkonini berdi. Legirlanish jarayoni kremniyning fotoelektrik va issiqlikka bardoshlilik xususiyatlarini yaxshilashi mumkinligi ta’kidlandi. Kalit so‘zlar: palladiy, kremniy, legirlanish, sirtiy morfologiya, topologiya, elektron mikroskopiya, nanostruktura. SURFACE MORPHOLOGY AND TOPOLOGY OF SILICON SAMPLES DOPED WITH PALLADIUM ATOMS Annotation: This study investigates the surface morphology and topology of silicon (Si) samples doped with palladium atoms. The structural and electronic modifications induced by the incorporation of palladium into silicon were analyzed. Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM) were used to determine surface roughness, grain size, and morphological variations. The results indicate that palladium doping enhances the photoelectric and thermal stability properties of silicon, making it suitable for advanced nanoelectronic and photonic applications. Keywords: palladium, silicon, doping, surface morphology, topology, electron microscopy, nanostructure. ПОВЕРХНОСТНАЯ МОРФОЛОГИЯ И ТОПОЛОГИЯ ОБРАЗЦОВ КРЕМНИЯ, ЛЕГИРОВАННЫХ АТОМАМИ ПАЛЛАДИЯ Аннотация:В данной статье исследованы поверхностная морфология и топология образцов кремния, легированных атомами палладия (Si–Pd). Проведен анализ структурных и электронных изменений, возникающих при внедрении палладия в кремниевую матрицу. С помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и атомно-силовой микроскопии (АСМ) определены шероховатость поверхности, размер зерен и морфологические особенности. Показано, что легирование палладием улучшает фотоэлектрические и термостойкие свойства кремния. Ключевые слова: палладий, кремний, легирование, поверхностная морфология, топология, электронная микроскопия, наноструктура. ISSN: 3030-3931, Impact factor: 7,241 Volume 10, issue 1, Oktabr 2025 https://worldlyjournals.com/index.php/Yangiizlanuvchi worldly knowledge OAK Index bazalari : research gate, research bib. Qo’shimcha index bazalari: zenodo, open aire. google scholar. Original article 1521 Ma’lumki, muvozanatsiz zaryad tashuvchilarning yashash davri radiatsiyaga juda sezgir yarimo‘tkazgichlarning parametrlaridan biri bo‘lib, u nurlanishning kichik dozalarida ham, chiqarilgan materialning boshqa elektrofizik parametrlari deyarli o‘zgarmasa ham o‘zgaradi. Shuni ta’kidlash kerakki, ushbu turdagi o‘zgarishlar radiatsiya paytida hosil bo‘lgan rekombinatsiya markazlari tufayli yuzaga keladi. Radiatsiyaning o‘tuvchi elementlari bilan legirlangan kremniyning elektrofizik xususiyatlarga ta’sirini o‘rganishda bunday aralashmalarning kiritilishi kremniyning nurlanish qarshiligini sof kremniyga nisbatan ma’lum darajada kamaygani aniqlandi [1]. Kremniyni diffuziya usuli bilan olgan va chuqur energetik sath hosil qiladigan aralashmalar, asosan, eruvchanlik va diffuziya parametrlariga, ya’ni diffuziya koeffitsienti, faollik energiyasi, va kristall tuzilmasida diffuziya qilayotgan aralashma atomlarining zaryad holatiga bog‘liqdir[1,2]. Shu bilan birga, legirlovchi aralashmalardan tashqari, ayrim elementlarning diffuziyasiga ham katta ahamiyat beriladi, chunki kristallga, masalan, platina, palladiy, xrom kabi ko‘plab metallarning kirish imkoniyati butunlay chiqarib tashlanishi qiyin. Ma’lumki, Chohral usuli bilan o‘stirilgan kremniyda kislorod va karbon atomlari ko‘pligicha mavjud bo‘lib, ular asosiy aralashma atomlari bilan faol o‘zaro ta’sir o‘tkazishi mumkin[3,4]. Bunday o‘zaro ta’sirlar natijasida kremniy monokristallarida turli komplekslar va murakkab kimyoviy birikmalar hosil bo‘lishi mumkin. Eksperimentlar uchun Chohral usuli bilan o‘stirilgan n-tur kremniy ishlatilgan bo‘lib, uning o‘ziga solishtirma qarshiligi 40 Om·sm. Kremniyni palladiy bilan legirlash diffuziya usuli orqali amalga oshirildi - palladiy atomlari kremniy yuzasiga purkalib, T = 1200 °C haroratda 3 soat davomida vakumli kvarts ampulalarda qizdirildi.". Kremniy monokristallarining yuzasining morfologiyasini o‘rganish uchun "NT-MDT" atom kuchi mikroskopi ishlatilgan. Rasm 1 va 2 - rasmlarda, mos ravishda, kremniy monokristallining skanerlash maydonlarining 10×10 mkm² o‘lchamdagi ACM tasvirlari va palladiy bilan legirlangan kremniy monokristallining skanerlash maydonlari ko‘rsatilgan. ISSN: 3030-3931, Impact factor: 7,241 Volume 10, issue 1, Oktabr 2025 https://worldlyjournals.com/index.php/Yangiizlanuvchi worldly knowledge OAK Index bazalari : research gate, research bib. Qo’shimcha index bazalari: zenodo, open aire. google scholar. Original article 1522 1-rasm. n-tipdagi kremniy monokristalli yuzasining tipik 2D va 3D AKM-tasvirlari (a), hamda asosiy notekisliklar bo‘ylab olingan kesim yuzasi (b). Kremniy monokristalli namunalarining yuzasi (1-rasm, a) tekis va bir xil bo‘lib, turli skanerlash hududlarida uchraydi. Namunalarning yuzasida 1 mikrometr kengligida chuqurliklar mavjud bo‘lib, ular mexanik ishlov berish jarayonida yuzaga kelgan. Kremniy monokristallining yuzasida kichik, ko‘tarilishlar mavjud, bu esa kesish quyida ko‘rsatilgan (1 – rasm, b) , ularning balandligi 2 dan 7 nm gacha o‘zgarib turadi. Kremniy yuzasining balandlikdagi o‘zgarishi taxminan 30 nm ni tashkil etadi. Palladiy bilan legirlangan kremniy monokristallarining yuzasining morfologiyasi (2-rasm, a) sezilarli darajada o‘zgaradi. Biroq, yuzadagi balandlik o‘zgarishi 16,6 nm ni tashkil qiladi, bu esa diffuziya jarayoni natijasida deyarli o‘zgarmaydi. а) ISSN: 3030-3931, Impact factor: 7,241 Volume 10, issue 1, Oktabr 2025 https://worldlyjournals.com/index.php/Yangiizlanuvchi worldly knowledge OAK Index bazalari : research gate, research bib. Qo’shimcha index bazalari: zenodo, open aire. google scholar. Original article 1523 2 –rasm. n-tipli kremniy monokristallining palladiy bilan legirlangan yuzasining tipik 2D va 3D AKM-tasvirlari (a), kesim profili (b). Asl kremniy namunasi bilan bir xil tarzda, legirlangan namunalar yuzasida polirovka jarayonida qolgan chizilgan izlar kuzatiladi. Yuzada turli o‘lchamdagi yirik strukturaviy elementlar hosil bo‘lgan. 2-rasm b-da keltirilgan profil egri chizig‘i bo‘yicha ularning o‘lchamlari diametri bo‘yicha bir necha yuz nanometrdan bir necha mikrongacha o‘zgaradi. 3D tasvirni tahlil qilish shuni ko‘rsatdiki, katta struktural elementlar kichikroq elementlardan tashkil topgan. Biroq, kesim profili va AСM-tasvirida yuzaning tasviri bu holatni ko‘rsatmaydi (2-rasm, b), bu esa ehtimol, nanoqatorli o‘lchamlar va struktural elementlarning shakli tufayli ularning chegaralarini vizualizatsiya qilishda yuzaga keladigan qiyinchiliklar bilan bog‘liq bo‘lishi mumkin. Palladiyning diffuziyasi natijasida kremniy yuzasidagi morfologiyaning o‘zgarishi, ehtimol, shundan iboratki, 1200°C haroratda diffuziya jarayonida palladiy ionlarining kristall yuzasi bilan to‘qnashuvi materialning struktural yuzaki nuqsonlarini keltirib chiqaradi, bu esa o‘z navbatida material orollarining yuzada o‘sishiga, ularning rivojlanishiga va aglomeratsiyasiga yordam beradi [1,4]. Monokristall kremniyni yuqori haroratlarda tez diffuziyalanuvchi elementlar bilan diffuziya yo‘li bilan legirlash jarayonida, yuqori haroratlarda nuqsonlar tuzilmalar shakllanadi, bu tuzilmalar namunadagi hajmda, ham termodinamik muvozanat holatida, ham muvozanatga kirmagan holatlarda bo‘lishi mumkin [1,2]. Kompensirlangan kremniy olish uchun diffuziya texnologiyasi, chuqur sathlar hosil qiladigan aralashmalar bilan, asosan erishuvchanlik va diffuziya parametrlarining qiymatlari - diffuziya koeffitsienti, aktivatsiya energiyasi, kristall panjarasidagi diffuziya qiluvchi aralash atomlarining zaryad holati [4] bilan bog‘liq. Shuningdek, alohida elementlarning diffuziyasining ahamiyati katta, chunki ko‘plab metallar, masalan, platina, palladi, xrom va boshqalar, kristallar o‘sishi jarayonida yoki namunalar bilan texnologik ishlov berish jarayonida kristallga kirib qolishi qiyin. Ma’lumki, Chohral usuli bilan o‘stirilgan kremniyda kislorod va uglerod atomlari katta miqdorda mavjud bo‘lib, ular asosiy aralashma atomlari bilan faol o‘zaro ta’sir qilish imkoniyatiga ega [2,8]. Bunday o‘zaro ta’sirlar natijasida, kremniy monokristallarining hajmida turli komplekslar va murakkab kimyoviy birikmalar hosil bo‘lishi mumkin. Ushbu ishning maqsadi n-Si<Pd> yuzasida mikrostrukturalarning shakllanishini skanerlovchi elektron mikroskopi yordamida o‘rganishdir.Tadqiqot ob’ektlari sifatida n-tipli kremniy namunalari ishlatilgan bo‘lib, ularning o‘lchamlari 1.5 x 6 x 13 mm bo‘lib, o‘ziga xos qarshiligi 40 Om•sm (KEF-40 markali). Plitka Chohral usuli bilan o‘stirilgan kremniy kristalllaridan kesilgan. б) ISSN: 3030-3931, Impact factor: 7,241 Volume 10, issue 1, Oktabr 2025 https://worldlyjournals.com/index.php/Yangiizlanuvchi worldly knowledge OAK Index bazalari : research gate, research bib. Qo’shimcha index bazalari: zenodo, open aire. google scholar. Original article 1524 3-rasm. Monokristall kremniy plitalarining yuzasining mikrofotograflari: legirlashdan oldin (a) va palladiy bilan legirlanganidan keyin (1100 °C da (b) va 1200 °C da (c)). Kremniy palladiy bilan diffuzion legirlash jarayoni kremniy yuzasiga metall Pd ning purkitlilgan qatlamidan amalga oshirildi, bu jarayon vakuumda ishlov berilgan kvartsa ampulalarida 1100OC va 1200OC haroratlarida 2 soat davomida o‘tkazildi. Namunalarning keyingi sovutilishi [3] da keltirilgan termik rejimlar yordamida amalga oshirildi.Dastlabki n-Si namunalaridagi fosfor aralashma kontsentratsiyasi 4.2× 1014 atom/sm3tashkil etdi.Tadqiqot qilingan namunalar mikrofotograflari skanerlovchi elektron mikroskop (SEM) yordamida olingan. Kremniy namunalarining element tarkibini aniqlash uchun elektron mikroskop yordamida rentgen spektral mikroanaliz usuli ishlatilgan. 3-rasmda esa legirlashdan oldin va legirlangan namunalar mikrofotograflari keltirilgan. Si ning Pd bilan legirlangan namunalarining mikrofotograflari (Rasm 3.b, 3.c) ko‘rsatadiki, Pd atomlari bilan diffuzion legirlash jarayonidan so‘ng kremniy yuzasida mikrostrukturalar shakllanadi. c a b ISSN: 3030-3931, Impact factor: 7,241 Volume 10, issue 1, Oktabr 2025 https://worldlyjournals.com/index.php/Yangiizlanuvchi worldly knowledge OAK Index bazalari : research gate, research bib. Qo’shimcha index bazalari: zenodo, open aire. google scholar. Original article 1525 Olingan natijalardan shuni ko‘rishimiz mumkinki, kremniyni palladiy atomlari bilan 1100 °C da legirlash (3-rasm, b) kam konsentratsiyali struktural mikronuqsonlarni hosil bo‘lishiga olib keladi, 1200 °C da esa palladiy aralashmasini Si ga qo‘shish (3-rasm, c) yuqori konsentratsiyali kichikroq struktural nuqsonlarni hosil qildi. Aftidan, kremniyni legirlaganda diffuziya jarayonida atomlar texnologik aralashmalar bilan o‘zaro ta’sirga kirib, (Pd-O) kabi komplekslar hosil qiladi, natijada oraliq optik faol kislorod N0opt konsentratsiyasi kamayadi [5,6,7]. Xulosa: Kremniy monokristalli elektrofizik xossalariga Pd atomlarining tasiri o‘rganildi. n-tipli Si namunalariga Pd kirishmasini kiritish natijasida uning solishtirma qarshiligi keskin ortib ketishi kuzatildi. Pd atomlarining Si ga kiritilishi Si dagi optik faol kislorodning konsentratsiya deyarli 2 barobar kamayib bordi. Pd atomlarining Si ga kiritilishi natijasida Si kristall panjara parametrlarini o‘zgarishi va atomlar orasidagi masofa esa ularning atom radiuslari farqli bo‘lganligi sababli qisqarishi aniqlandi. Pd atomlari Si ga kiritilganda ularning sirtida Pd atomlari mikrostrukturalar xosil qilganligi va sirtiy kengliklari o‘zgarganligi koʻrindi. FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR 1. S. Z. Zaynabidinov, A. O. Qurbonov. Γ-nurlanishning nikel qo‘shilgan kremniyning rekombinatsiya va fotovoltaik xususiyatlariga ta’siri / / Uzbek Journal of Physics, 2018, Vol.20(№2), Pp.105-111. 2. Utamuradova Sh.B., Daliev Sh.Kh., Stanchik A.V., Rakhmanov D.A. E3S Web of conferences. Vol.402. Pp.14014(1-9), (2023). 3. S.Z.Zainabidinov, K.N.Musayev, N.A.Turgunov, A.R.Turayev. Dopant Microassociation Mechanisms in Si〈Mn〉and Si〈Ni〉. // Inorganic Materials, 2012, Vol. 48, No. 11, Pp. 1065–1069. 4. I.S. Smirnovn, I.G. Dyachkovan, E.G. Novoselova // Modern Electronic Materials. 2016, 2, 29–32. 5. Turgunov N.A., Berkinov E.Kh., Turmanova R.M. E3S Web of conferences. 2023, Vol.402. Pp.14018(1-8). 6. Yoqubjonov Jamshidbek “pd kirishmasining kremniyning elektrofizik xossalariga ta’siri” mavzusidagi magistrlik dissertatsiya ishi Toshkent 2025 7. Fedorov P.A., Smagina T.P., Pavlova L.V. Electrical activity of Pd impurities in silicon. Materials Science in Semiconductor Processing, Vol. 140, 2024, 107590. 8. Якубов М.А., Утамуродова Ш.Б. Энергетические уровни и рекомбинационные центры в Pd–Si системах. Физика полупроводников и микроэлектроника, 2022, №4, С. 28– 34.