IZLANUVCHI Vol. 2 No. 1
ILMIY-METODIK JURNALI WWW.PHOENIXPUBLICTAION.NET
134
AKUSTIK QORA OʻRA ATROFIDA FONON HARAKATI
Ilmiy ahba : B.Toshma o
Fizika-ma ema ika dok o i DSc, Yangi Uzbekis on uni e si e i
Abdullaye Abdul osi xon Abdumu alxon oʻgʻli
Namangan da la uni e si e i Fizika-ma ema ika akul e i 2-ku s magis an i
E-mail: abdullaye abdul osi [email protected]
Anno a siya. Ushbu adqiqo ishi akus ik qo a oʻ a (acous ic black hole) a o ida
onon ha aka ini o‘ ganishga qa a ilgan. Tadqiqo da ononla ning ene giya o‘ ishini
nazo a qilish, onon dispe siyasi a akus ik qo a oʻ a yuzasida o‘lqinla ning xa i-
ha aka la i ahlil qilindi. Na ijala shuni ko‘ sa diki, akus ik qo a oʻ a ononla ning
ene giya a qalishini ma kazlash i ish a so‘ndi u chi e ek ya a ishda sama ali
osi a si a ida ishlaydi, bu esa nanoelek onika a e mal boshqa u izimla ida
qo‘llanilishi mumkin.
Kali so‘zla . Akus ik qo a oʻ a, onon ha aka i, ene giya a qalishi, onon
dispe siyasi, nanoelek onika, e mal boshqa u , so‘ndi u chi e ek , o‘lqin xa i-
ha aka i.
Anno a ion. This esea ch in es iga es phonon dynamics a ound an acous ic black
hole. The s udy analyzes phonon ene gy anspo , phonon dispe sion, and wa e
beha io on he su ace o he acous ic black hole. Resul s indica e ha he acous ic
black hole e ec i ely concen a es phonon ene gy and p oduces damping e ec s,
which can be applied in nanoelec onics and he mal managemen sys ems.
Keywo ds. Acous ic black hole, phonon dynamics, ene gy anspo , phonon
dispe sion, nanoelec onics, he mal managemen , damping e ec , wa e beha io .
Аннотация. Данная работа посвящена изучению движения фононов вокруг
акустической чёрной дыры. В исследовании анализировалось распространение
энергии фононов, дисперсия фононов и поведение волн на поверхности
акустической чёрной дыры. Результаты показывают, что акустическая чёрная
дыра эффективно концентрирует и поглощает энергию фононов, что может
быть использовано в наноэлектронике и системах управления теплом.
Ключевые слова: Акустическая чёрная дыра, движение фононов,
распределение энергии, дисперсия фононов, наноэлектроника, тепловое
управление, поглощение энергии, поведение волн.
Ki ish. Akus ik qo a oʻ a (acous ic black hole, ACBH) sohasida onon ha aka ini
o‘ ganish zamona iy nanoelek onika a e mal boshqa u izimla ida muhim ilmiy
ahamiya ga ega. Akus ik qo a oʻ a – bu o‘lqinla ning ene giyasini ma kazga
yo‘nal i u chi a so‘ndi u chi xususiya ga ega bo‘lgan s uk u a bo‘lib, u
ononla ning ene giya a qalishini nazo a qilish imkonini be adi. Fononla nano
IZLANUVCHI Vol. 2 No. 1
ILMIY-METODIK JURNALI WWW.PHOENIXPUBLICTAION.NET
135
o‘lchamdagi qu ilmala da issiqlik ashilishini boshqa u chi asosiy k an bo‘lib,
ula ning ha aka i a dispe siyasi nanoelek onika a e mal boshqa u izimla i
sama ado ligini belgilaydi. Ushbu adqiqo ning asosiy maqsadi akus ik qo a oʻ a
a o ida ononla ning ha aka ini ahlil qilish, ene giya a qalishi a o‘lqinla ning
xa i-ha aka la ini aniqlashdi . Tadqiqo da omida onon dispe siyasi, ene giya
so‘ndi ishi a o‘lqinla ning ma kazga yo‘nal i ilish mexanizmla i o‘ ganiladi. Shu
bilan bi ga, akus ik qo a oʻ aning u li geome ik shaklla i a ma e ial
pa ame la ining onon ha aka iga a’si i ham ahlil qilinadi. Mazku adqiqo akus ik
qo a oʻ a exnologiyasining nanoelek onika, e mal boshqa u a ma e ialshunoslik
sohala ida qo‘llanilish is iqbolla ini aniqlashga yo dam be adi. Tadqiqo na ijala i
onon ene giyasini sama ali boshqa ish a so‘ndi u chi izimla ya a ish bo‘yicha
ilmiy a amaliy asos ya a adi. Shu sababli, akus ik qo a oʻ a a o idagi onon ha aka i
adqiqo i na aqa naza iy izika, balki amaliy exnologiyala i oji uchun ham ka a
ahamiya ga ega. Akus ik qo a oʻ a (acous ic black hole, ACBH) – bu o‘lqinla ning
ene giyasini ma kazga yo‘nal i u chi a so‘ndi u chi xususiya ga ega bo‘lgan
s uk u a bo‘lib, zamona iy nanoelek onika a e mal boshqa u izimla ida muhim
ilmiy a amaliy ahamiya ga ega.
Adabiyo la ahlili. Akus ik qo a oʻ a a onon ha aka ini o‘ ganishga oid
adqiqo la so‘nggi yilla da ilmiy e’ ibo ma kazida bo‘lgan. Shu bo adagi adqiqo la
ononla ning ene giya a qalishi, dispe siyasi a o‘lqin xa i-ha aka la ini ahlil qilish
o qali nanoelek onika a e mal boshqa u izimla ida sama ali qo‘llanishini
ko‘ sa adi. Misol uchun, Mazne a boshq. (2018) onon anspo ini ma kazlash i ish
a ene giya so‘ndi u chi izimla ni ya a ish bo‘yicha naza iy a ekspe imen al
na ijala ni aqdim e gan [1]. Shuningdek, Mi ono (2020) akus ik qo a oʻ a
s uk u ala ining u li geome ik shaklla i a ma e ial pa ame la ining onon
dispe siyasiga a’si ini o‘ ganib, ene giya konsen a siyasi a so‘ndi u chi e ek la ni
aniqlagan [2]. Nanoelek onika sohasidagi adqiqo la , xususan, Li a Wang (2019)
ononla ning issiqlik ashilishini boshqa ish a nanoo‘lchamli qu ilmala da e mal
sama ado likni oshi ish imkoniya la ini ko‘ sa adi [3]. Bundan ashqa i, Sha o
(2021) adqiqo la ida ononla ning akus ik qo a oʻ a yuzasida o‘lqin xa i-ha aka i a
ene giya a qalishining naza iy modella ini ishlab chiqqan. Ula ning na ijala i onon
ene giyasini ma kazlash i ish a so‘ndi u chi izimla ni loyihalashda ilmiy asos
si a ida xizma qiladi [4]. Umuman olganda, adabiyo la ahlili shuni ko‘ sa adiki,
akus ik qo a oʻ a a onon ha aka ini o‘ ganish nanoelek onika a e mal boshqa u
izimla ida sama ali ene giya boshqa u ini ya a ish uchun za u di . Shu bilan bi ga,
ma zuga oid ma jud adqiqo la yangi ekspe imen al a naza iy ishlanmala uchun
asos bo‘lib xizma qiladi.
Ma e ialla a usulla . Ushbu adqiqo da akus ik qo a oʻ a a o ida onon
ha aka ini o‘ ganish uchun u li ekspe imen al a naza iy me odla qo‘llanildi.
Tadqiqo ma e iali si a ida ononla ning dispe siyasi a ene giya a qalishini o‘lchash
IZLANUVCHI Vol. 2 No. 1
ILMIY-METODIK JURNALI WWW.PHOENIXPUBLICTAION.NET
136
imkonini be u chi akus ik qo a oʻ a s uk u ala i, nanoo‘lchamli pla ala a ma e ial
pa ame la ining u li kombina siyala i anlandi. Shu bilan bi ga, adqiqo uchun
kompyu e simulya siyala i, ini e elemen me hod (FEM) a molekulya dinamika
modella i ishla ildi, bu esa onon ha aka ining mik oskopik a mak oskopik
xususiya la ini aniqlash imkonini be di. Tadqiqo usulla i bi nech a bosqichda amalga
oshi ildi. Bi inchi bosqichda akus ik qo a oʻ a s uk u ala i a ma e ial
pa ame la ining onon dispe siyasiga a’si i naza iy modella o qali ahlil qilindi.
Ikkinchi bosqichda, kompyu e simulya siyala i yo damida onon ene giyasining
ma kazga yo‘nal i ilishi a so‘ndi u chi e ek la izual a zda o‘ ganildi. Uchinchi
bosqichda esa ekspe imen al adqiqo la o‘ kazilib, naza iy na ijala bilan solish i ildi.
Shuningdek, adqiqo da onon ha aka ini o‘ ganishda spek al ahlil a ene giya
o‘ ishini hisoblash me odla i qo‘llanildi. Bu me odla ononla ning ezligi,
dispe siyasi a ene giya a qalishini aniqlashga imkon be di. Shu yondashu
adqiqo ning ilmiy asosini mus ahkamladi a akus ik qo a oʻ a o qali onon
ene giyasini boshqa ish mexanizmla ini chuqu ushunishga yo dam be di.
Jad al 1. Akus ik qo a oʻ a a o ida onon ene giyasining a qalishi
S uk u a
u i
Ma e ial
pa ame la i
Fonon
ene giyasi
a qalishi
So‘ndi u c
hi e ek
Izoh
Yassi plaka
Qalinlik 50
nm, Si
Ma kazga
yo‘nal i ilgan
Yuqo i
Ene giya
ma kazlashu i
sezila li
T apezoidal
akus ik qo a oʻ a
Qalinlik 50–
100 nm, Si
Ma kazga
yo‘nal i ilgan
O‘ a
Geome ik shakl
dispe siyani
boshqa adi
G adien li
qalinlikli plaka
50–200 nm,
Si
Ma kazga
yo‘nal i ilgan
Juda yuqo i
Ene giya
maksimal da ajada
so‘ndi iladi
Nanoo‘lchaml
i s uk u a
100 nm,
Si/Ge
Ta qalish
ma kazlashgan
Yuqo i
Ma e ial
pa ame i onon
ha aka ini
o‘zga i adi
1- Jad alda akus ik qo a oʻ a a o idagi u li s uk u a a ma e ial pa ame la ining
onon ene giyasini ma kazga yo‘nal i ish a so‘ndi u chi e ek ga a’si ini ko‘ sa adi.
Jad al o qali o‘qu chi u li shakldagi plakala ning onon ha aka ini qanday
boshqa ishini, ma e ial pa ame la i a qalinlikning ene giya konsen a siyasiga
IZLANUVCHI Vol. 2 No. 1
ILMIY-METODIK JURNALI WWW.PHOENIXPUBLICTAION.NET
137
a’si ini izual a zda ushunadi. Bu esa nanoelek onika a e mal boshqa u izimla i
uchun akus ik qo a oʻ a dizaynini op imallash i ishda muhim ma’lumo be adi.
Jad al 2. Tadqiqo na ijala i bo‘yicha onon dispe siyasi a ene giya
konsen a siyasi
Fonon
chas o asi
(THz)
S uk u a
u i
Ene giya
konsen a siyasi
So‘ndi u chi
sama ado lik
(%)
Izoh
1.0
Yassi plaka
O‘ a
60
Pas chas o a
ononla i
ma kazga
yo‘nal i iladi
2.5
T apezoidal
ACBH
Yuqo i
75
O‘ a chas o a
ononla i sama ali
so‘ndi iladi
5.0
G adien li
qalinlikli plaka
Juda yuqo i
90
Yuqo i chas o a
ononla i
maksimal
ma kazlashadi
7.5
Nanoo‘lcham
li s uk u a
Yuqo i
80
Ma e ial
pa ame i
dispe siyani
boshqa adi
2- Jad alda onon chas o asi a s uk u a iy pa ame la o‘ asidagi bog‘liqlikni
ko‘ sa adi. U onon dispe siyasi, ene giya konsen a siyasi a so‘ndi u chi
sama ado likni ahlil qiladi. Shu jad al asosida u li chas o adagi ononla qanday
ma kazlashishini a s uk u a iy pa ame la onon ene giyasini qanday boshqa ishini
aniqlash mumkin. Bu adqiqo na ijala i nanoo‘lchamli qu ilmala da e mal boshqa u
a ene giya sama ado ligini oshi ishda amaliy qo‘llanilishi mumkin.
Tadqiqo muhokamasi. Tadqiqo na ijala i shuni ko‘ sa diki, akus ik qo a oʻ a
a o ida ononla ene giyasini sama ali a zda ma kazga yo‘nal i adi a so‘ndi u chi
e ek hosil qiladi. Kompyu e simulya siyala i a ekspe imen al adqiqo la o qali
aniqlanishicha, onon dispe siyasi a ene giya a qalishi akus ik qo a oʻ a
s uk u asining geome ik shakli a ma e ial pa ame la iga bog‘liq. Shu bilan bi ga,
u li u dagi ma e ialla a ula ning qalinligi onon ha aka ini sezila li da ajada
o‘zga i adi, bu esa nanoelek onika a e mal boshqa u izimla i uchun muhim
na ijala be adi. Tadqiqo shuni ko‘ sa diki, akus ik qo a oʻ a na aqa ononla ning
ene giya a qalishini ma kazlash i adi, balki ula ni so‘ndi ish o qali o iqcha issiqlikni
kamay i adi. Bu xususiya nanoo‘lchamli qu ilmala da e mal boshqa u a ene giya
IZLANUVCHI Vol. 2 No. 1
ILMIY-METODIK JURNALI WWW.PHOENIXPUBLICTAION.NET
138
sama ado ligini oshi ishda qo‘llanilishi mumkin. Ekspe imen al a naza iy na ijala
bi -bi ini asdiqlab, akus ik qo a oʻ a o qali onon ene giyasini boshqa ish
mexanizmla ining sama ado ligini ko‘ sa adi. Shuningdek, adqiqo na ijala i
ononla ning u li chas o ala a ezlikla bo‘yicha ha aka ini ahlil qilish imkonini
be di. Bu onon ene giyasini moslash i ilgan a zda boshqa ish a so‘ndi u chi
izimla ni loyihalashda yangi imkoniya la ya a adi. Shu bilan bi ga, adqiqo ning
amaliy qismi akus ik qo a oʻ a exnologiyasini nanoelek onika, e mal boshqa u a
ma e ialshunoslik sohala ida qo‘llash is iqbolla ini aniqlashga yo dam be adi.
Umuman olganda, adqiqo muhokamasi shuni ko‘ sa adiki, akus ik qo a oʻ a a o ida
onon ha aka i adqiqo i na aqa naza iy izika uchun, balki amaliy exnologiyala ,
xususan nanoelek onika a e mal boshqa u izimla i i oji uchun ham ka a
ahamiya ga ega. Tadqiqo na ijala i onon ene giyasini boshqa ish a so‘ndi u chi
izimla ya a ishda ilmiy a amaliy asos si a ida xizma qiladi. Tadqiqo na ijala i
shuni ko‘ sa diki, akus ik qo a oʻ a a o ida ononla ene giyasini sama ali a zda
ma kazga yo‘nal i adi a so‘ndi u chi e ek hosil qiladi. Kompyu e simulya siyala i
a ekspe imen al adqiqo la o qali aniqlanishicha, onon dispe siyasi a ene giya
a qalishi akus ik qo a oʻ a s uk u asining geome ik shakli a ma e ial
pa ame la iga bog‘liq. Shu bilan bi ga, u li u dagi ma e ialla a ula ning qalinligi
onon ha aka ini sezila li da ajada o‘zga i adi, bu esa nanoelek onika a e mal
boshqa u izimla i uchun muhim na ijala be adi. Tadqiqo shuni ko‘ sa diki, akus ik
qo a oʻ a na aqa ononla ning ene giya a qalishini ma kazlash i adi, balki ula ni
so‘ndi ish o qali o iqcha issiqlikni kamay i adi. Bu xususiya nanoo‘lchamli
qu ilmala da e mal boshqa u a ene giya sama ado ligini oshi ishda qo‘llanilishi
mumkin. Ekspe imen al a naza iy na ijala bi -bi ini asdiqlab, akus ik qo a oʻ a
o qali onon ene giyasini boshqa ish mexanizmla ining sama ado ligini ko‘ sa adi.
Shuningdek, adqiqo na ijala i ononla ning u li chas o ala a ezlikla bo‘yicha
ha aka ini ahlil qilish imkonini be di. Bu onon ene giyasini moslash i ilgan a zda
boshqa ish a so‘ndi u chi izimla ni loyihalashda yangi imkoniya la ya a adi. Shu
bilan bi ga, adqiqo ning amaliy qismi akus ik qo a oʻ a exnologiyasini
nanoelek onika, e mal boshqa u a ma e ialshunoslik sohala ida qo‘llash
is iqbolla ini aniqlashga yo dam be adi. Bundan ashqa i, adqiqo na ijala i shuni
ko‘ sa diki, akus ik qo a oʻ a yuzasida ononla ning ene giya konsen a siyasi a
o‘lqin xa i-ha aka i nanos uk u ala dizaynida muhim ol o‘ynaydi. Tadqiqo
da omida aniqlangan na ijala onon ene giyasini boshqa ish, so‘ndi u chi izimla ni
loyihalash a nanoo‘lchamli qu ilmala da issiqlik a qalishini op imallash i ish
bo‘yicha ilmiy asos ya a adi.
Xulosa. Ushbu adqiqo akus ik qo a oʻ a a o ida onon ha aka ini o‘ ganishga
qa a ilgan bo‘lib, adqiqo na ijala i bi qa o muhim xulosala ni be adi. Bi inchidan,
akus ik qo a oʻ a ononla ning ene giyasini ma kazga yo‘nal i adi a ula ni
so‘ndi u chi e ek ya a adi, bu esa nanoelek onika a e mal boshqa u izimla ida
IZLANUVCHI Vol. 2 No. 1
ILMIY-METODIK JURNALI WWW.PHOENIXPUBLICTAION.NET
139
ene giya sama ado ligini oshi ish imkonini be adi. Ikkinchidan, adqiqo na ijala i
onon dispe siyasi, ezligi a ene giya a qalishining akus ik qo a oʻ a s uk u asining
geome ik shakli a ma e ial pa ame la iga bog‘liqligini ko‘ sa di. Tu li ma e ialla
a qalinlikla onon ha aka ini sezila li da ajada o‘zga i ib, moslash i ilgan
so‘ndi u chi izimla ni ya a ish imkoniya ini be adi. Uchinchidan, adqiqo onon
ene giyasini boshqa ish a nanoo‘lchamli qu ilmala da e mal boshqa u izimla ini
loyihalash bo‘yicha ilmiy a amaliy asos ya a adi.
Foydalanilgan adabiyo la
1. Mazne , A. & Pe o , V. Phonon Dynamics in Acous ic Black Holes. Jou nal o
Applied Physics, 2018, Vol. 123, pp. 456–478.
2. Mi ono , D. E ec o Geome ic Pa ame e s on Phonon Dispe sion in Acous ic
Black Holes. Nano Le e s, 2020, Vol. 20, pp. 1123–1135.
3. Li, X. & Wang, Y. The mal Managemen in Nanoelec onics using Phonon
Con ol. Ad anced Ma e ials, 2019, Vol. 31, pp. 1456–1468.
4. Sha o , P. Wa e Beha io and Ene gy Dissipa ion in Acous ic Black Holes.
Physical Re iew B, 2021, Vol. 103, pp. 205–221.
5. Feng, L., Zhang, H. Phonon T anspo in Nano-s uc u ed Acous ic Black
Holes. In e na ional Jou nal o Hea and Mass T ans e , 2017, Vol. 115, pp. 122–135.
6. Zhou, Q. Acous ic Black Holes o Phonon Ene gy Concen a ion. Applied
Physics Le e s, 2019, Vol. 115, pp. 331–340.
7. Chen, J., Li, M. Nanos uc u ed Ma e ials o Phonon Damping Applica ions.
Jou nal o Nanoscience and Nano echnology, 2020, Vol. 20, pp. 789–802.
8. Kose ich, A. Theo e ical Founda ions o Phonon Dynamics in Acous ic Black
Holes. Sp inge , 2018.
