Текст книги "Все науки. №3, 2022. Международный научный журнал"

Все науки. №3, 2022
Международный научный журнал

Авторы: Алиев Ибратжон Хатамович, Каримов Боходир Хошимович, Каримов Шавкат Боходирович, Кулдошев Оббосжон Хокимович, Юлдошалиев Дилшод Кулдошалиевич, Жалолов Ботирали Рустамович, Вавилова Екатерина Александровна, Шарофутдинов Фаррух Муроджонович, Абдурахмонов Султонали Мукарамович, Каримова Дилором Шавкатовна, Мараимова Мукаддас Гофуровна, Исмоилова Эзозахон Мусажоновна, Хасанов Миржалол Гуломжон угли, Каримова Муножат Иномовна, Эргашев Абдурасул Абдусолиевич

Главный редактор, ответственный за выпуск журнала, генеральный директор ООО «Electron Laboratory» и Президент Научной школы «Электрон» Ибратжон Хатамович Алиев

Редактор, кандидат физико-математических наук, доцент физико-технического факультета Ферганского Государственного Университета, ответственный за финальную модерацию и рецензирование статей, Научный руководитель Научной школы «Электрон» Боходир Хошимович Каримов

Редактор, экономический профессор Научной школы «Электрон», соискатель в области экономических наук, экономический консультант Научной школы «Электрон», владелец компании-инвестора «Clipper Energy» Company Ботирали Рустамович Жалолов

Редактор, главный учёный секретарь Научной школы «Электрон», соискатель в области экономических наук, экономический руководитель проекта «Электрон» Фаррух Муроджонович Шарофутдинов

Редактор, доктор технических наук, доцент института полупроводников и микроэлектроники при Национальном Университете Узбекистана Оббосжон Хокимович Кулдошев

Редактор, старший научный сотрудник, заведующий Лабораторией ускорительной техники при научной исследовательском Институте полупроводников и микроэлектроники при Национальном Университете Узбекистана Ринад Фуадович Руми

Редактор, доктор физико-математических наук, профессор Лаборатории ускорительной техники при Институте полупроводников и микроэлектроники при Национальном Университете Узбекистана Исабек Холбаевич Холбаев

Редактор, доктор физико-математических наук, профессор физико-технического факультета Ферганского Государственного Университета Салим Мадрахимович Отажонов

Редактор, доктор философии по техническим наукам (PhD), декан физико-технического факультета Ферганского Государственного Университета Шароф Шухратович Шухратов

Редактор, кандидат физико-математических наук, декан факультета математики-информатики Ферганского Государственного Университета Иброхимжон Усмоналиевич Хайдаров

Редактор, кандидат физико-математических наук, доцент факультета систем компьютерного проектирования Ферганского Политехнического Института Султонали Мукарамович Абдурахмонов

Редактор, кандидат технических наук, доцент физико-технического факультета Ферганского Государственного Университета Якуб Усмонович Усмонов

Редактор, кандидат биологических наук, доцент факультета естественных наук Ферганского Государственного Университета Музаффар Авлияхонович Мухаммадиев

Редактор, кандидат педагогических наук, доцент кафедры «Информационно-образовательных технологий» Ферганского филиала ТУИТ имени Мухаммада Аль-Хорезми Иномжон Уктамович Билолов

Редактор, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры информационных технологий Ферганского Государственного Университета Тохир Халимович Тожиев

Редактор, доктор философии по физико-математическим наукам, старший преподаватель физико-технического факультета Ферганского Государственного Университета Сапура Маликовна Зайнолобидинова

Редактор, преподаватель физико-технического факультета Ферганского Государственного Университета Дилшод Кулдошалиевич Юлдошалиев

Редактор, преподаватель факультета математики-информатики Ферганского Государственного Университета Сайёра Саидакбаровна Кукиева

Редактор, преподаватель факультета математики-информатики Ферганского Государственного Университета Наргиза Саидакбаровна Икромова

Редактор, преподаватель физико-технического факультета Ферганского Государственного Университета Нодир Эсоналиевич Алимов

Редактор, преподаватель физико-технического факультета Ферганского Государственного Университета Ахлиддин Мирзохидович Кучкоров

Иллюстратор Ибратжон Хатамович Алиев

Дизайнер обложки Ибратжон Хатамович Алиев

Дизайнер обложки Боходир Хошимович Каримов

Корректор Ибратжон Хатамович Алиев

Корректор Боходир Хошимович Каримов

Фотограф Ибратжон Хатамович Алиев

Фотограф Боходир Хошимович Каримов

© Ибратжон Хатамович Алиев, 2023

© Боходир Хошимович Каримов, 2023

© Шавкат Боходирович Каримов, 2023

© Оббосжон Хокимович Кулдошев, 2023

© Дилшод Кулдошалиевич Юлдошалиев, 2023

© Ботирали Рустамович Жалолов, 2023

© Екатерина Александровна Вавилова, 2023

© Фаррух Муроджонович Шарофутдинов, 2023

© Султонали Мукарамович Абдурахмонов, 2023

© Дилором Шавкатовна Каримова, 2023

© Мукаддас Гофуровна Мараимова, 2023

© Эзозахон Мусажоновна Исмоилова, 2023

© Миржалол Гуломжон угли Хасанов, 2023

© Муножат Иномовна Каримова, 2023

© Абдурасул Абдусолиевич Эргашев, 2023

© Ибратжон Хатамович Алиев, иллюстрации, 2023

© Ибратжон Хатамович Алиев, дизайн обложки, 2023

© Боходир Хошимович Каримов, дизайн обложки, 2023

© Ибратжон Хатамович Алиев, фотографии, 2023

© Боходир Хошимович Каримов, фотографии, 2023

ISBN 978-5-0056-7437-1 (т. 3)

ISBN 978-5-0056-4671-2

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Посвящается отцу современной кинематографии Узбекистана

Кино – это нечто большее, чем просто причуда. Это законсервированная драма. То, что зрители действительно хотят видеть – плоть и кровь на стене.

Чарли Чаплин

Из всех искусств для нас важнейшим является кино!

Раззак Хамраев

Алиев Мукарам Рахмоналиевич

Первый человек привнёсший само слово «кино» в Узбекистан, Мукарам Рахмоналиевич Алиев родился в 1895 году в городе Маргилане. В 1912—1915 гг. добровольно учился у господина Дерсына киномеханическому делу, став профессионалом своего дела. С 1919—1920 годах приняв работу от своего учителя активно работал в вышеупомянутом первом кинотеатре в городе Маргилан. Также в 1920 году поступил в Военный Плитод в качестве музыканта духового оркестра в городе Фергана, где работал на этой должности до 1921 года.

Начиная с 1921 года работал на первой электростанции Узбекистана в качестве электротехника вплоть до 1922 года. Как пишет сам Мукарам Рахмоналиевич, в 1923 году он имел киноаппарат, а также яркий интерес к организации нового кинотеатра, за неимением последнего в городе Маргилане на тот момент, благодаря равнее полученному образованию киномеханика в кино Дерсена.

Большой интерес был у Алиева в пропагандировании кино по линии просвещения среди массы, благодаря чему было сделано постановление по этому вопросу при СНК СССР за №438/5 от 4 октября 1923 года. Благодаря данному постановлению по инициативе Мукарама Рахмоналиевича и государства в городе Маргилане было организовано Кино Алиева, которое действовала благодаря усилиям Мукарама Рахмоналиевича Алиева. Об этом событии неоднократно говорилось в местных журналах города Маргилана.

Кинотеатр Алиева просуществовал вплоть до 1923 года, после его с начала 1924 года при Культотделе Маргиланского Союза Кошчи также по инициативе господина Алиева было открыт кинотеатр «Красный-Восток». По предложению Союза Кошчи Мукарам Рахмоналиевич передал всю имеющуюся кино-обстановку культотделу при Союзе Кошчи, после чего он и был принят в качестве заведующего и кино-механика кинотеатра «Красный Восток» до конца 1925 года.

В 1925 году Союз решил ликвидировать своё кино, передав всё имеющееся имущество в распоряжение Наробраза, после чего благодаря ряду инициатив Мукарама Алиева, Наробраз объявил своё решение о продолжении кино и спустя некоторое время Наробраз открыл своё кино, благодаря чему с 1 января 1926 года Алиев был принят в этот кинотеатр на должности заведующего и главного киномеханика. Когда же во время своей деятельности неоднократно контактировал с многими специалистами в этой области из самых различных государств.

Начиная с 1 октября 1928 года по 7 марта 1930 года Мукарам Алиев отбывал во Францию, Россию и Турцию, по вопросам своей профессиональной деятельности вне основной работы. Начиная с 7 марта 1930 года по 27 марта 1930 года был повторно назначен на должность заведующего кинотеатром «Красный Восток», после чего кинотеатр по решению Наробраза был ликвидирован. Но 10 сентября того же года от Союза Рабис поступило требование в киномеханике и по соглашению Союза Наробраза Мукарам Алиев был назначен на должность кино-механика по приказу №119, где он починил и реконструировал последнюю на тот момент модель киноаппарата, привнося новый вклад в развитие техники кинематографии.

Он продолжал свою деятельность на этой должности по линии просвещения, а также на основе вышеуказанного Постановления Правительства. Начиная же с 1930 года, после своего заявления в Союз Рабис смог создать свой собственный кинотеатр «Пионер» в городе Маргилане, где работал на должности заведующего и главного киномеханика, о чём свидетельствует ряд документов. За свои почётные заслуги был неоднократно награждён ведущими деятелями в сфере кинематографии различными памятными подарками в лице раритетного меча от Михаива Ивановича Калинина, почётные награды от Правительства Узбекской ССР и от Правительства всего СССР. Также различные почётные награды из знаменитых кинематографистов О. Черчилля в виде раритетной шкатулки, подарок от владельца сети заведений и кинотеатров «де Батоно» Т. Дюфура. Ряд наград и сертификатов от господина Дерсена, покинувшего СССР после обучения Мукарама Алиева в Европу, где они позже встретились.

Сегодня ведутся активные работы по восстановлению истории Мукарама Рахмоналиевича Алиева – человека, внёсшего огромный вклад в процесс просвещения народа, создавая историю кинематографии Узбекистана. Сегодня уже нет зданий кинотеатра Дерсынского, кинотеатра Алиева и кинотеатра «Красный Восток», но самый большой труд Мукарама Алиева, его детище – кинотеатр «Пионер» сегодня превращён в национальный музей города Маргилана. Сегодня также сохранился ряд документов и фотографий, свидетельствующих о великом труде Алиева и сегодня жива его любимая дочь Алиева Раънохон Мукарамовна и её семья, которая продолжает чтить память этого великого деятеля культуры. Он на протяжении всей своей не долгой жизни активно продолжал трудиться в своей деятельности, а с 1930 года управлял большим штатом порядка ста человек в своём удивительном творении – кинотеатре «Пионер», продолжая пропагандировать просвещение и обучать народ используя великое искусство кино, вплоть до своей кончины в июне 1946 года.

Алиева Раънохон Мукарамовна

Алиев Ибратжон Хатамович

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКИЙ И ФОТО-РЕФРАКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ В КУБИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ ZnS

Посвящается моему покойному учителю, профессору Владимиру Михайловичу Фридкину.

Аннотация. В настоящей работе обнаружен и исследован фотовольтаический и фоторефрактивный эффект и определён единственное отличное от нуля фотовольтаический коэффициент k_ijk для кубическом кристалле ZnS. Этот коэффициент K₁₄ =2∙10^—9A∙см∙ (Вт) ^-1. Коэффициенты k_ijk более чем на порядок превышают соответствующие коэффициенты в LiNbO3:Fe. Использование в голографической записи фото-пьезоэлектриков дает преимущества. В этом случае запись осуществляется двумя когерентными лучами с поляризацией соответствующей фотовольтаическому току. При реконструирование записанной голограммы достигается путем освещения кристалла лучом когерентного света той же длины волны. Однако, поляризация этого луча выбирается таким образом, чтобы освещение не приводило к генерации фотовольтаического тока. Стирание записанной голограммы достигает путем равномерного освещение поверхности лучом света с предыдущей поляризации.

Ключевые слова: фотовольтаический эффект, кубический кристалл, фотовольтаические коэффициенты, голографический эффект, фото-пьезоэлектрик.

Annotation. In this paper, the photovoltaic and photorefractive effect is discovered and investigated, and the only non-zero photovoltaic coefficient kijk is determined for a cubic ZnS crystal. This coefficient K14 =2*10—9A*cm* (W) -1. The kijk coefficients are more than an order of magnitude higher than the corresponding coefficients in LiNbO3:Fe. The use of photo-piezoelectrics in holographic recording gives advantages. In this case, the recording is carried out by two coherent beams with polarization corresponding to the photovoltaic current. The reconstruction of the recorded hologram is achieved by illuminating the crystal with a beam of coherent light of the same wavelength. However, the polarization of this beam is chosen in such a way that the illumination does not lead to the generation of photovoltaic current. The erasure of the recorded hologram is achieved by evenly illuminating the surface with a beam of light from the previous polarization.

Keywords: photovoltaic effect, cubic crystal, photovoltaic coefficients, holographic effect, photo-piezoelectric.

Фото-ЭДС (или фотонапряжение) в полупроводниках независимо от ее природы не может превышать ширину запрещенной зоны, т.е. несколько Вольт. Например, в однородном полупроводнике Демберовское (диффузионное) фото напряжение для сколь угодно большой интенсивности возбуждающего света не превышает значения [1].

Где E_g – ширина запрещенной зоны полупроводника, n₁ и n₀ – соответственно неравновесная и равновесная концентрации носителей, N_c – плотность состояний.

Другим примером может служить возникающие фотонапряжение при освещении p-n —перехода [2].

которое также не превышает E_g. Здесь и – соответственно концентрации электронов в n – области и дырки в р – области. и – энергии уровня Ферми в n – и р – областях.

Исключение из этого правила составляли лишь полупроводниковые текстуры в которых наблюдается эффект аномально больших фото напряжений (АФН эффект), обусловленный сложением элементарных фото-ЭДС Дембера (1) или элементарных фото-ЭДС (2), развивающихся на отдельных р-n —переходах текстуры [3].

В таких текстурах из напиленных слоев CdTe, Ge, Si, GaAs, PbS, CdSe и т. д. фото напряжения могут достигать значений порядка нескольких сотен Вольт на сантиметр длины в направлении сложения элементарных фото-ЭДС (1) или (2).

В последние годы стало ясно, что в термодинамических неравновесных условиях возможны токи иной природы, обусловленные отсутствием среды центра симметрии. Важнейшим этого класса эффекта является аномальный фотовольтаический эффект (АФ эффект).

АФ эффект заключается в том, что при равномерном освещении короткозамкнутого сегнетоэлектрика через него протекает стационарный ток, который в [4,5] был назван фотовольтаическим. Было показано, что именно фотовольтаический ток приводит к аномальному фотовольтаическому эффекту (АФ эффект) в сегнетоэлектрике.

Аномальный фотовольтаический эффект, обнаруженный для сегнетоэлектриков впервые в [4,5] является частным случаем АФ эффекта, описываемого для кристаллов без центра симметрии тензором третьего ранга [5,6]:

Согласно (3), при равномерном освещении линейно поляризованным светом однородного кристаллов без центра симметрии (сегнето, пиро или пъезоэлектрического кристалла) в нем возникает фотовольтаический ток J_i, знак и величина которого зависят от ориентации вектора поляризации света с проекциями.

Компоненты тензора a_ijk отличны от нуля для 20 ацентричных групп симметрии. Если электроды кристалла разомкнуть, то фотовольтаический ток генерирует фотонапряжения

где

и соответственно

темновая и фотопроводимость, расстояние между электродами. Генерируемое фотонапряжения порядка 10³—10⁵В, превышающее величину ширины запрещенной зони E_g на два – четыре порядка.

В соответствии с (3) и симметрией точечной группы кристалла можно написать выражения для фотовольтаического тока. Сравнение экспериментальной угловой зависимости (b) с (3) позволяет определить фотовольтаический тензор a_ijk или фотовольтаический коэффициент

(a* – коэффициент поглошения света).

В работе изложен результаты исследования объемного фотовольтаического эффекта в пьезоэлектрических кристаллах ZnS, принадлежащих к кубической точечной группе m.

Исследовались кубические кристаллы ZnS, вырашенные гидротермальным методом в растворах H₃PO₄ и KOH в лаборатории гидротермального синтеза института кристаллографии Российской АН.

В отличие от сегнетоэлектриков [4, 5] фотовольтаический эффект в ZnS можно наблюдать только в поляризованном свете [8,9]. В соответствии (3) и симметрией точечной группы при освешении кристалла в z направлении оси 4 порядка (оси z) выражение фотовольтаического тока в z направлении имеет вид:

где – угол между плоскостью поляризации света и осью х.

Измерение фотовольтаического тока J_z и генерируемого им поля

(s_ф– фотопроводимость) производилось путем снятая стационарных вольт-амперных характеристик [5].

На рис.1 представлена ориентационная зависимость в направлении [001], снятая при Т = 143К при освещении светом с длинной волны l=500 нм (a*=5 см^-1) и интенсивностью I=2.3∙10^—3 Вт∙см^-2. Кристалл освещается плоско поляризованным светом в направлении [001].Сравнение этой угловой зависимости с (4) даёт

K₁₄ =2∙10^—9A∙см∙ (Вт) ^-1.

Таким образом, значение модуля К₁₄ в исследованных кристаллах ZnS существенно выше, чем у известных сегнето– и пьезоэлектриков [4, 5,6].

В интервале Т=140—300⁰К модуль К₁₄ обнаруживает слабую температурную зависимость. Благодаря этому, а также из-за сильной температурной зависимости фотопроводимости s_ф, генерируемое в направление оси z поле

изменялось в пределах от 1В·см^-1 (Т=300⁰ К) до 40В·см^-1 (Т=143⁰К) и не зависело от интенсивности света I.

Рис.1 Ориентационная зависимость плотности фотовольтаического тока J_z в направлении [001]. (T=143K, I=2.3∙10^—3 Вт∙см^-2, =500 нм)

В кристаллах ZnS, выращенных гидротермальным методом фотовольтаический эффект имеет в основном примесный характер. Это видно из рис.2 где представлены спектральные распределения фотопроводимости s_ф (1) фотовольтаического тока (2), отнесенные к единицы падающей энергии и края оптического поглощения (3).

Примесная полоса в спектральном распределении имеет место вблизи l=500 нм. Там же расположен примесный максимум фотопроводимости. Для кристаллов, выращенных в кислотной или щелочной среде примесный максимум, имеет разное положение и сдвигается в пределах 450—500 нм.

Рис.2. Спектральное распределение фотовольтаического тока J_z (2), фотопроводимости s_ф (1) и оптического поглощения * (3) приТ=143К. =45⁰

Влияние неравновесных носителей на двулучепреломленние сегнето и пьезоэлектрических кристаллах получило в литературе название фоторефрактивного эффекта (ФР эффект) и нашёл широкое использование для регистрации объемных голограмм. ФР эффект заключается в следующем. В результате локального освещения или пьезоэлектрического кристалла интенсивным проходящим светом (сфокусированным лучом лазера) в объеме кристалла внутри светового пучка имеет место обратимое изменение двулучепреломления, главным образом за счёт изменения показателя преломления необыкновенного луча n_e. Величина этого изменение достигает 10^—4 -10^-3 для некоторых пироэлектриков (LiNbo₃ LiTa0₃), а время его существования может изменяться в широких пределах, от миллисекунд в BaTiO₃ до месяцев в LiNbO₃. Запись голограммы осуществляется благодаря объемной модуляции значения Dn, соответствующей модуляции записывающего луча. Разрешающая способность записи исключительно высокие, 10²—10⁴ лин/мм. [7,9].

Главное преимущество этого метода оптической памяти по сравнению с фотографическими слоями заключается в возможности параллельной записи, считывания и стирания.

Как показано знак и величина фотовольтаического тока зависит от симметрии кристалла и поляризации света. Фотовольтаический ток приводит к генерации в том же направлении аномально больших фотонапряжений. Таким образом, за время экспозиции t в кристалле возникает макроскопическое поле.

Благодаря линейному электрическому эффекту поле приводит к ФР эффекту:

где r_ij– электрооптические коэффициенты. Уравнение (6) записано в главой системе координат. После освещение поле сохраняется в кристалле длительное время благодаря захвату неравновесных электронов и дырок. Этот механизм захвата ответствен за оптическую память. Стирание может осуществляться путем отжига кристалла при 170С. Имеются и другие метода стирания.

В высокоомных кристаллах ZnS, можно наблюдать ФР эффект, знак и амплитуда которого зависит от ориентации плоскости поляризации света (4) рис.1. Использование в голографической записи фотопьезоэлектриков дает преимущества. В этом случае запись осуществляется двумя когерентными лучами с поляризацией соответствующей фотовольтаическому току Ј_z и полю Е_z в z-направлении (). Реконстуирование записанной голограммы достигается путем освещения кристалла лучом когерентного света той же длины волны. Однако, поляризация этого луча выбирается таким образом, чтобы освещение не приводило к генерации фотовольтаического тока в z – направлении (). Стирание записанной голограммы достигает путем равномерного освещение поверхности лучом света с предыдущей поляризации (). Таким образом, использование света с разным направлением плоскости поляризации позволяет реконструировать голограмму, записанную в фотопьезоэлектрике без заметного повреждения. Рис.3 показывает голографический запись, восстановление, и стирание записи в фотопьезоэлектрике.

Также АФ эффект в кристллах без центра симметрии может быть применён как новый тип элементов-фотовольтаических преобразователей энергии. КПД преобразователей световой энергии в электрическую энергию на основе фотовольтаического эффекта пака низок.

Однако, сегнето, ипеъзоэлектрики могут использоваться для генерации опорных напряжений низкой мощности. При этом спектральный чувствительность этих элементов варьируется широкой области: от вакуумной ультрафиолетовой до красной видимой области.

Имеется возможности применения этих процессов в бесеребрянной фотографии и видиконов, а также в нанотехнологии.