IlmIy xabarnomaxabarnoma.adu.uz/arxiv/2018/2018-1.pdf · () ()01,/ ()1 () ()10 1. 2. Методы итераций для сЛАу. а) метод простой итерации

ЗАҲИРИДДИН МУҲАММАДБОБУР НОМИДАГИАНДИЖОН ДАВЛАТ

УНИВЕРСИТЕТИ

ZAHIRIDDIN MUHAMMADBOBUR NOMIDAGIANDIJON DAVLAT

UNIVERSITETI

IlmIy xabarnomaНаучный вестник

2018 / №1

Андижон2018 йил

Таҳрир ҳайъати раиси:А.А.Юлдашев, биология фанлари доктори, профессор

Илмий маслаҳатчи:С.С.Ғуломов, ЎзФА академиги

Таҳрир ҳайъати:

Аниқ ва табиий фанлар:

Ғ.Мўминов, физика-математика фанлари докториА.Ўринов, физика-математика фанлари доктори, профессорМ.Тўхтасинов, физика-математика фанлари докториА.Т.Мамадалимов, ЎзФА академиги, физика-математика фанлари доктори, профессор.С.З.Зайнобидинов, ЎзФА академиги, физика-математика фанлари доктори, профессорИ.Н.Каримов, физика-математика фанлари доктори, профессорР.Я.Расулов, физика-математика фанлари доктори, профессорР.У.Алиев, техника фанлари доктори, профессорИ.Р.Асқаров, кимё фанлари доктори, профессорН.Мадихонов, кимё фанлари доктори, профессорИ.Абдуғафуров, кимё фанлари докториТ.А.Мадумаров, биология фанлари доктори, профессорЛ.М.Саидбоева, биология фанлари доктори, профессорҚ.Т.Тожибоев, биология фанлари доктори, профессор

Ижтимоий-гуманитар фанлар:

А.Бегматов, фалсафа фанлари доктори, профессорТ.Ортиқов, фалсафа фанлари доктори, профессорВ.А.Алимасов, фалсафа фанлари доктори, профессорР.Рўзиев, юридик фанлари доктори, профессор Й.Раҳимов, юридик фанлари доктори, профессорМ.Қирғизбоев, сиёсий фанлар доктори, профессорИ.Эргашев, сиёсий фанлар доктори, профессорК.Юнусов, сиёсий фанлар докториР.Т.Шамсутдинов, тарих фанлари доктори, профессорҚ.Ражабов, тарих фанлари доктори, профессорУ.Абдуллаев, тарих фанлари докториА.Сотволдиев, иқтисод фанлари доктори, профессорҚ.Ҳ.Муфтайдинов, иқтисод фанлари доктори, профессорМ.Болтабоев, иқтисод фанлари доктори, профессорА.А.Қаюмов, география фанлари доктори, профессорА.Ниғматов, география фанлари доктори, профессорЮ.И.Аҳмадалиев, география фанлари докториШ.Ҳ.Шаҳобиддинова, филология фанлари доктори, профессорА.Ш.Собиров, филология фанлари докториҒ.М.Ҳошимов, филология фанлари доктори, профессорС.Р.Мирзаева, филология фанлари доктори, профессорЙ.Солижонов, филология фанлари доктори, профессорТ.Ҳ.Ҳасанов, педагогика фанлари доктори, профессорШ.Ж.Юсупова, педагогика фанлари докториН.Ш.Эркабоева, педагогика фанлари докториН.С.Сафоев, психология фанлари доктори, профессорШ.Р.Баратов, психология фанлари доктори, профессор

Муҳаррир:

Д.Ҳ.Қуронов, филология фанлари доктори, профессор

Муассис:

Zahiriddin MuhammadBobur nomidagi

Andijon davlat universiteti

ИЛМИЙ ХАБАРНОМАНАучНыЙ весТНИк

Журнал бир йилда тўрт марта чоп этилади.

Андижон вилояти Матбуот ва ахборот бошқармаси

томонидан 2009 йил 7 ап релда 04-039 рақам билан

рўйхатга олинган.Нашр индекси: 344

Нашр учун масъул: Д.Ҳ.Қуронов

Журнал фалсафа, тарих, филология, педагогика, кимё физика ва биология фанлари

бўйича Олий Aттестация комиссиясининг диссертациялар

натижалари юзасидан илмий мақолалар эълон қилиниши

лозим бўлган нашрлар рўйхатига киритилган.

Босишга рухсат этилди: 30.03.2018.

Қоғоз бичими: 60х84 1/8. Босма табоғи: 13,5.

Офсет босма. Офсет қоғози. Адади: 841 дона.

Баҳоси келишилган нархда.Буюртма №14

Муқова дизайни ва оригинал-макет

«Akademnashr NMM» МЧЖ томонидан тайёрланган.

«Grafpaligrafprint» МЧЖ босмахонасида чоп этилди.

Тошкент шаҳри Чилонзор тумани Қатортол кўчаси 44А-уй.

Таҳририят манзили: 170100, Андижон шаҳри, Университет кўчаси, 129.

Телефон: (+99891) 160-20-43. Факс: (374) 223-88-30. Расмий сайт: www.xabarnoma.adu.uz

А.ИМОМОв, Б.ЭРгАшевПриближённое решение нелинейных уравнений в математических системах Matcad и Maple ...........................................................................................................................5

с.ЗАЙНОБИдИНОв, Х.МАМАТкАРИМОв, ш.ЭРМАТОв, д.МАМАжОНОвАКвант ўрали яримўтказгичлар асосидаги лазерлар ................................................................................10

И.Н.кАРИМОв, М.З.НОсИРОв, М.ЭРгАшевА, М.АБдувАЛИев, Л.МАдуМАРОвАЭкспериментальные методы исследования многослойных структур металл-диэлектрик-полупроводник ...........................................................................................13

Р.АЛИев, д.ҚОдИРОв, О.БОЗОРОв, М.АБдуҚАҳҳОРОвАЎзбекистонда кичик гидроэлектр энергия манбаларини ривожлантиришнинг долзарб шартлари ..................................................................................................16

А.д.ТИЛЛяев, Ф.Х.РАХИМОвВоздухопроницаемый гидроизоляционный брезент на основе хлопкового волокна ...................................................................................................................................23

О.ш.АБдуЛЛОевБиостимулирующее действие гетеробиметаллических оксоцентрированных железосодержащих ацетатов на прорастание растений ......................................................................28

Н.МАдИХАНОв, И.А.АБдугАФуРОв, с.г.усМАНОвАСинтез 1-бромпропаргиловых эфиров производных нитрофенолов ....................................................32

д.Т.ХАсАНОвА, Н.Х.ТўХТАБОев, И.Р.АсҚАРОвСифатли пиво ишлаб чиқаришда магнитланган сувдан фойдаланиш ..................................................34

А.А.ИМИРсИНОвААegilops l. туркуми айрим турларининг морфометрик кўрсаткичлари ..................................................38

Қ.ТОжИБОев, М.ИкРАМОвА, З.ИкРОМОвАЭкспериментал жигар жароҳатида аскальцийнинг оқсиллар мўътадиллашувига таъсири ......................................................................................................................41с.Т. МАМАсОЛИевСелитеб ҳудудлар тупроқларидаги цианобактерия ва сувўтлар ...........................................................43

Х.И.ТОшОвЭзотеризм ва фаннинг ўзаро мутаносиблиги ..........................................................................................47

И.Р.АЗИЗОвФормирование основных направлений взаимодействия Республики Узбекистан с международными организациями .................................................................51

А.ЭгАМБеРдИевИнновация – ижтимоий феномен .............................................................................................................54

м у н д а р и ж а

аниї ва табиий фанлар

математика

химия

Биология

фалсафа, сиёсат, іуїуї

физика. техника

ижтимоий-гуманитар фанлар

М.МАМАжОНОвАндижон вилояти каналлари ва уларнинг халқ хўжалигидаги аҳамияти ..............................................58

О.Б.БАХТИёРЗОдАВклад русских ученых в становление геологической науки Узбекистана .............................................62ж.ш.ҳАЙИТОвРоссия империясининг кўчириш сиёсати ва немис-меннонитлар тақдири ...........................................65ж.ХАсАНОвЎзбекистон фанлар академияси тарраққиётида Ҳабиб Абдуллаевнинг тутган ўрни ..........................68

Б.ТўРАевАБадиий замон концепциясининг ўзбек адабиётшунослигида ўрганилишига доир ...............................72Б.МўМИНОвШуҳратнинг «Олтин зангламас» романида бош қаҳрамон эволюцияси ...............................................74А.Х.ТуРсуНОвЙоҳанн Шильтбергер ва унинг «Саёҳатнома»си .....................................................................................77

в.А.кАРАщук, Н.Ф.ПАРПИевАСемантический анализ имен прилагательных со значением цвета в современном русском и узбекском языках.................................................................................80М.А.АЛИевАМиллий газлама дизайнерлик терминларида парадигматик муносабат ...............................................82Н.Т.дОсБАевАЛакуна лингвомаданий ҳодиса сифатида ................................................................................................86

З. АЗИМОвАОлий таълим муассасаларида маънавий-ахлоқий муносабатларни такомиллаштиришнинг интеграл педагогик имкониятлари ....................................................................89Т.у.ИсМОИЛОв, ғ.Т.ИсМОИЛОвЁш авлодни тарбиялашда ҳаракатли ўйинларнинг аҳамияти ...............................................................92A.Qodirov, n.XAkimovALimitlarni hisoblashda Shtolts teoremasidan foydalanish ............................................................................95C.C.ТАжИБАевЎсмир боксчиларнинг техник тайёргарлигида ҳаракатли ўйинлар биокинематик занжирининг қиёсий таҳлили ...................................................................................................................97И.Р.кАМoЛoв, М.З.НoсИРoв, А.А.АҳМeдoв, д.И.кАМoЛoвАOлий таълим ўқув жараёнига иннoвациoн таълим тexнoлoгияларини татбиқ этиш ...........................100Т.суЛАЙМОНОвА, Ф.ҚОсИМОвАЎсмирларда ватанпарварлик қадриятларини шакллантиришнинг ижтимоий-психологик хусусиятлари ........................................................................................................103A.AhlimirzAyev, m.ibrAgimov, n.AbdullAyevA, sh.erkinjonovAParametr qatnashgan kvadrat tenglamalarni yechishda ba’zi bir teoremalardan foydalanish ...................107«Илмий хабарнома – научный вестник» журналида чоп этиладиган мақолаларга қўйиладиган талаблар ........................................................................................................112

м у н д а р и ж а

тилшунослик

педагогика

адаБиётшунослик

география

тарих

5

Илмий хабарнома, АДУ, №1 2018 йил



ПРИБЛИжёННОе РешеНИе НеЛИНеЙНыХ уРАвНеНИЙ в МАТеМАТИческИХ сИсТеМАХ mAThCAd И mAPle

А.Имомов, Б.Эргашев

Мақолада Mathcad ва Maple дастурида математик тизимдаги чизиқли бўлмаган тенгламаларни ечиш усуллари таҳлил қилинади.

Калит сўзлар: тақрибий ечим, чизиқсиз тенгламалар, оддий ҳайдаш усули, ҳайдашнинг Ньютон усули, Mathcad, Maple.

В статье рассматриваются методы решения нелинейных уравнений в математических

системах Mathcad и Maple.Ключевые слова: приближенное решение, нелинейное уравнение, метод простой итерации,

метод итерации Ньютона, Mathcad, Maple.

In this article methods of solving nonlinear equations in mathematical systems Mathcad and Maple are considered.

Keywords: approximate solution, nonlinear equation, simple iteration method, Newton iteration method, Mathcad, Maple.

В настоящее время появились специальные математические программы – математические системы. В вузах на занятиях чаще всего применяются математические системы: Mathcad, MATLAB, Maple, Mathematika [1-5]. Использование математических систем превращает обучение в интересный процесс, содержание занятий усваивается быстрее, глубже, оставляя больше времени для укрепления занятий. Эти свойства играют важную роль из-за возможности решения задач в математических системах без составления программ, возможности в них представления и анимации, визуализации решений в виде таблиц и графиков, составления простых естественных, близких к языку математики алгоритмов и программ.

В статье возможности Mathcad и Maple демонстрируются на примере приближённого решения линейных уравнений из «численных методов».

В Mathcad и Maple задачи решаются тремя способами: 1) с помощью внутренних функций математических систем;2) с помощью естественного математического алгоритма решения (пока возможно только в Mathcad,

из-за наличия дискретной переменной);3) с помощью программы, во внутреннем языке математических систем.

В численных методах СЛАУ Ax b= решается итерационными методами из-за невозможности её решить точно при больших размерах матрицы A . Для этого строится последовательность векторов

{ }( )x Rk n∈ со свойствами lim ,( )k

kx x A b→∞

= = =ξ ξ . Тогда выбирают номер k такой, чтобы выполнялись

неравенства: ( ) ( ),( ) ( ) ( )x x x xk k k− ≤ ∨ − ≤ >+ε ε ε1 0 и полагают: ξ ε≈ ±x k( ) . .

1. Теория методов итерации для сЛАу.

СЛАУ Ax b= сводится к эквивалентному виду x d Tx T E A d b= + = − = >, , ,τ τ τ 0 , так,

чтобы выполнялось условие сходимости метода итерации: q T=

6




Теорема 1. Для сходимости метода итерации достаточно одного из условий:

1) T E A= − , 0 , т.е. матрица А нормальна: ( , ) ( , ), ( , ) , ,Ax y x Ay Ax x x y= > ∀0 .

4) λmax ( )A 4

1 0 0 00 1 0 00 0 1 00 0 0 1

0000

1

=< > < >y x1 1:

D L: :=

=−− −− − −

40 0 0 00 40 0 00 0 40 00 0 0 40

0 0 0 02 0 0 02 2 0 01 1 22 0

0 1 1 10 0 2 10 0 0 20 0 0 0

0

=

− − −− −

−

=U k: : ..110

TJ D L U dJ D b x dJ TJxTS D L U dS D L

k k: ( ) : :: ( ) : (

`= + = = +

= − = −

− − < + > < >

−

1 1 1

1 )) :: ( ) [( ) ] : ( )

− < + > < >

− −

= +

= − − + = −

1 1

1 11b y dS TSy

TR D L D U dR D L

k k

ω ω ω ω ω bb z dR TRzk k< + > < >= +1 :

(метод Якоби)TJ D L U dJ D b x dJ TJxTS D L U dS D L

k k: ( ) : :: ( ) : (

`= + = = +

= − = −

− − < + > < >

−

1 1 1

1 )) :: ( ) [( ) ] : ( )

− < + > < >

− −

= +

= − − + = −

1 1

1 11b y dS TSy

TR D L D U dR D L

k k

ω ω ω ω ω bb z dR TRzk k< + > < >= +1 : (метод Зейделя)

TJ D L U dJ D b x dJ TJxTS D L U dS D L

k k: ( ) : :: ( ) : (

`= + = = +

= − = −

− − < + > < >

−

1 1 1

1 )) :: ( ) [( ) ] : ( )

− < + > < >

− −

= +

= − − + = −

1 1

1 11b y dS TSy

TR D L D U dR D L

k k

ω ω ω ω ω bb z dR TRzk k< + > < >= +1 : (м. релаксации)

7




Выполняя расчёты по этим формулам, получаем следующие результаты:

x

1 2 3 4 5 6 7 8 91234

0 1.075 0.991 1.001 1 1 1 1 10 1.125 0.986 1.002 1 1 1 1 10 1.15 0.984 1.002 1 1 1 1 10 1.1 0.988 1.001 1 1 1 1 ...

=

y

1 2 3 4 5 6 7 8 91234

0 1.075 0.997 1 1 1 1 1 10 1.071 0.997 1 1 1 1 1 10 1.07 1.001 1 1 1 1 1 10 0.993 1 1 1 1 1 1 ...

=

z

1 2 3 4 5 6 7 8 91234

0 0.86 0.981 0.998 1 1 1 1 10 0.866 0.983 0.998 1 1 1 1 10 0.868 0.986 1 1 1 1 1 10 0.811 0.963 0.993 0.999 1 1 1 ...

=

3. сведение сЛАу к нормальному виду и применение метода итерации Зейделя. Если система Ax b= не имеет доминирущей главной диагонали, то её предварительно сводят к

нормальному виду и применяют метод Зейделя.Нормальная СЛАУ имеет матрицу с двумя следующими свойствами:

1) А матрица симметрична, т.е. ( , ) ( , ), , ;Ax y x Ay x y Rn= ∀ ∈2) A матрица положительно определённая: A Ax x x Rn> ⇔ > ∀ ∈0 0( , ) , .Произвольную СЛАУ Ax b= ЧАТС можно свести к нормальному виду следующим образом:

A Ax A bT T= . Раньше, до появления математических систем, сведение СЛАУ к нормальному виду и применение к ней методов итерации было затрудительно. Рассмотрим пример:

A b AT: :=

=

=

1 2 32 1 43 2 1

676

1 2 32 1 23 4 1

= = =

=

TR A A dR A b TS dST T: :14 10 1410 9 1214 12 26

383152

D L U: : :=

= −− −

=−14 0 0

0 9 00 0 26

0 0 010 0 014 12 0

0 100 140 0 120 0 0

−−

TS D L U dS D L d t k t dS TS tT k k: ( ) : ( ) : [ ] : .. := − = − = = = +− − < + > < >1 1 10 0 0 1 30 tt =

t

2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 11

2

3

0.997 0.997 0.998 0.998 0.999 0.999 0.999 0.999 1 1

1.003 1.002 1.002 1.001 1.001 1.001 1.001 1.001 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 ...

=

8




Приведём ещё один способ решения произвольной СЛАУ сведением её предварительно к нормальному виду методом Зейделя:

ORIGIN:=1 n:=3 e:=0.0000001 i:=1..n j:=1..n

A b A A A b A b LT T ij14 1 21 3 12 1 4

1757

1 1 1: : : :=

=

= = :: ( , , ) : ( , , )= > − = < −if i j A U if i j Aij ij ij0 0

D if i j A T D L U c D L b h x xii ii

n

: ( , , ) : ( ) : ( ) ( ) : ( )= = = − = − =−=∑0 1 21

Z x m, ε, ( )

y C T x⋅+←

r h x y−( )←

x y←

break r εNumerical Analysis>Iterative Formula, в результате чего появляется диалоговое окно ввода, редактирования матрицы, правой части и начальной итерации, задания количества итераций. Вывод параметров можно организовать или отключить в окно диалога. В самой нижней части окна имеется полный перечень набранных команд Maple при работе с диалоговым окном. Запуск программы осуществляется нажатием кнопки Compute в нижней левой части диалогового окна:

9




В результате мы имеем следующие картину (картина создана на основе вычислений в Maple и продолжит первый вид диалогового окна):

A b x L:=

=

=

=4 1 21 3 12 1 4

757

000

0 0 0

0 −−− −

=− −

−

=

1 0 02 1 0

0 1 20 0 10 0 0

4 0 00 3 00 0 4

U D

= + = − =− −

− −+−x Tx c T D L U ek k( ) ( ) ( )

. .. .1

1

0 2500 50000 8333 1 166670 1042 2917

1 7501 0836042

1

. .( )

.

..

= − =

−C D L b

=

x( )

.

.

.10

1 0001 0001 000

Литература:

1. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Линейная алгебра. Главная редакция физико-математической лите-ратуры.- М.: Наука, 1974. - 296 с.

2. Охорзин В.А. Прикладная математика в системе Mathcad.- СПб.: Лань, 2008.-352 с.3. Имомов А. Решение математических задач в Maple.- Наманган, НамГУ, 2017.- 100 с.4. Burden R.L. Numerical Analysis. Books Cole. Boston, USA.-2010.-895 pр.

Наманган давлат университети,2017 йил 25 декабрда қабул қилинган

(Тақризчи: проф. Ғ.Мўминов )

10


физика, техника


квАНТ ўРАЛИ яРИМўТкАЗгИчЛАР АсОсИдАгИ ЛАЗеРЛАР

с.Зайнобидинов, Х.Маматкаримов, ш.Эрматов, д.Мамажонова

Мақолада ҳозирги кунда долзарб ва тез ривожланаётган соҳа – квант ўрали ва квант каскадли лазерлар кўриб чиқилган. Гетероқатламли яримўтказгичлардан фойдаланиш лазернинг фойдали иш коэффициенти ва ёруғлик дастаси ихчамлигининг юқори бўлишини таъминлаши кўрсатилган. Бундай лазерларнинг ишлаш механизмлари очиб берилган.

Калит сўзлар: квант ўра, гетероструктура, ультраюпқа, мини зона, дуализм

В статье рассмотрены актуальные сегодня вопросы создания лазеров на квантовых ямах и квантово-каскадных лазеров. Использование полупроводниковых гетероструктур позволяет повы-сить коэффициент полезного действия и сходимость лазерного пучка. Описаны принципы работы таких лазеров.

Ключевые слова: квантовая яма, гетероструктура, ультратонкий, мини зона, дуализм.

The article considers current issues of creating lasers based on quantum wells and quantum-cascade lasers. The use of semiconductor heterostructures makes it possible to increase the efficiency and conver-gence of the laser beam. The principles of operation of such lasers are described.

Key words: quantum well, heterostructure, ultra-thin, minizon, dualism.

Биз одатда кўникиб қолган оламни ўраб тур-ган жуда кенг қамровли электромагнит тўлқинлар (ЭМТ) ичида ёруғлик деб аталувчи ажойиб оптик нур борки, у қандайдир манбадан – Қуёшдан, ёритиш лампасидан ёки лазердан чиқаётган бў-лиши мумкин. Оптик нурнинг бошқа узун тўлқин-ли ЭМТлардан фарқи шуки, у магнит майдонида оғмайди ва бир вақтнинг ўзида ҳам тўлқин, ҳам заррача хусусиятига – дуализм табиатига эгали-гидир. Ёруғлик нурининг ўзига хос хусусиятлари-дан аждодларимиз бир неча минг йиллар аввал ҳам фойдаланиб келишган. Яъни ёруғлик инсон мавжудлигининг сув ва иссиқлик каби зарурий тамойилларидан бири бўлган. ХХ аср бошлари-да квант механикаси асосларининг яратилиши моддаларда мажбурий нурланиш назариясининг вужудга келишига олиб келди. Шу асосда икки ва ундан ортиқ турдаги молекула ёки атомлардан иборат легирланган қаттиқ жисмлар ёхуд яримўт-казгичларда, икки хил таркибли суюқликларда мажбурий нурланиш, яъни лазер нурлари ҳосил қилиш имкониятларини очиб берди [1]. Айтиш керакки, ҳозиргача юқорида келтирилган модда-ларда лазер нурланишлари ҳосил қилиш ва нур-ларнинг параметрларини бошқариш шартлари назарий жиҳатдан асосланиб, амалиётда кўплаб турдаги ҳар хил табиатли нурланишлар ҳосил қи-линмоқда. Шунга қарамасдан, ҳаётий эҳтиёжлар нурланишлар ҳосил қилишни яна ҳам чуқуроқ ўрганиш ва, муҳими, лазерлар яратиш техноло-гияларини такомиллаштиришни тақазо қилмоқда [2]. Шундай вазифалардан бири яримўтказгич-

ли иккиланган гетероўтишда (ИГ) бўладиган жа-раёнларни ўрганишдир. Агар бундай лазер фаол қатлами қалинлигини де Бройл тўлқин узунлиги (λ≈h/p)га яқин ўлчамга олиб келинса, бу соҳада квант ўралар ҳосил бўлади. ИГли лазерларнинг бошқа яхлит ҳажмий тузилмалардан фарқли жи-ҳатларидан бири дифференциал кучайтиришнинг ортиши ва бу кучайтиришнинг ҳароратга боғлиқ бўлмаслигидир. Бунга асосий сабаб, ҳажмий кристаллардан фарқли равишда, квант ўлчамли тузилмаларда ҳолатлар зичлигининг ҳосил бў-лиш механизмида ўралар йўналиши бўйича квант чекланишлар бўлишидир [3]. Аммо якка ва кўп квант ўрали қатламлар қалинлигининг кичрайиши туфайли нур дастасининг ихчамлашиш фактори кескин камайиб кетади. Шунинг учун нур дастаси-нинг квант ўра йўналишларида ўлчамини чеклаш учун алоҳида бўлаклаб, чекловчи тузилмалардан фойдаланиш керак бўлади. Шундай тузилмалар-дан бири 1-расмда кўрсатилган.

GаАs учун 10 нмли квант ўра ва унинг икки ёни-да қалинлиги 0,1 мкм бўлган тақиқланган соҳаси Eg каттароқ, демак, синдириш кўрсаткичи кичикроқ бўлган моддадан иборат ички тўсиқ қатламлари улардан кейин яна ҳам қалинроқ (~1мкм) ва Eg си ундан ҳам каттароқ бўлган яримўтказгичли мод-дадан ташқи тўсиқ қатламлари ҳосил қилинади. Булар худди диоднинг р- ва n- соҳалари каби иш-лайди. Бу ҳолатда нур дастасини ихчамлаштириш ташқи қатламларникидан каттароқ синдириш кўр-саткичига эга бўлган ички қатламлар томонидан таъминланади. Бунда дастани ихчамлаштиришни

11




чеклашга квант ўранинг ҳиссасини ҳисобга олма-са ҳам бўладиган даражада кичик. Бундай тўлқин ўтказувчи тузилма учун нур дастаси жадаллиги-нинг кўриниши расмдаги узуқ-узуқ чизиқ бўлади. Бундан кўринадики, квант ўлчамли қатламнинг қа-линлиги нур дастаси кенглигидан кўп марта кичик бўлса ҳам, оптик чеклаш дастанинг ихчамлашиши юқори даражада бўлишини таъминлайди. Бундан эса фаол қатлам қалинлиги d ни камайтириш ор-қали чегаравий ток зичлиги jth ни камайтириш мум-кин деган хулоса келиб чиқади.

0,4

0,2

– 0,2

0

– 1 0 1

1 23

E0

Ec

1-расм. Синдириш кўрсаткичи кескин ва квант ўралари алоҳида чекланишли AlxGa1-xAs/GaAs гетероструктуранинг энергетик соҳалари

кўриниши. Оптик модда жадаллигининг якуний кўриниши узуқ-узуқ чизиқ билан кўрсатилган.

1- 10нмли квант ўра, 2- 0.1мкмли ички қатлам,3- 1мкмли ташқи қатлам

Шундай қилиб, механик кучланишли квант ўра-лар чегаравий токнинг паст зичликларида аввал-лари олиб бўлмайдиган тўлқин узунликлардаги лазер нурларини юқори самарадорлик билан ҳо-сил қилишга имкон беради деган хулоса келиб чиқади. Маълумки, одатдаги диодли лазерлар электрон ва ковакларни ўтказувчанлик ва ва-лент соҳалар орасидаги тақиқланган соҳа орқали нурланишли рекомбинациясига асосланган. Бу ҳолда лазернинг нурланиш энергияси, асосан, фаол модда тақиқланган соҳаси энергияси кат-талиги билан белгиланади [4]. Ҳатто квант ўрали лазерларда ҳам бу энергияни фазовий ўрам ҳо-дисалари ҳисобига фақат қисман назорат қилиш ва кўпайтириш мумкин. Бунинг учун зарур бўлган юқори аниқликдаги характеристикали яримўтказ-гичли лазерлар махсус (III ва V гуруҳ элементлари АIII, BV) бирикмалардан иборат гетеротузилмалар-дан (масалан: In GаАsP/JnP, CаАs/AlGaAs,JnGaN/GaN/AlGaN) ясaлади. Бундай лазерлар 0.3÷2 мкм узунликдаги нурланишлар учун яроқли бўлиб, бундан юқори узунликдаги ёруғлик нурлари учун

материаллар сифати етарли даражада бўлма-ганлиги, оптик йўқотишларнинг ортиб кетиши ва нурланишсиз Оже-рекомбинацияларнинг нур чи-қарувчи ўтишларда юқори бўлиши туфайли лазер характеристикалари кескин пасайиб кетади [5].

Квант каскадли (КК) лазерлар, диод асосдаги лазерлардан фарқли равишда, электрон ва ковак-лар орасидаги ўтишларга эмас, боғланган электрон ҳолатлари, яъни ўтказувчанликнинг минизоналар орасидаги ўтишларига асосланган. Бундай мини-зоналар ультра юпқа яримўтказгичли тузилмаларда фазовий чегараланиш туфайли ҳосил бўладиган квант ўралардан иборат бўлади. КК лазерлар нур-ларининг тўлқин узунликларини квант ўралар тузил-маларини ва фаол қатлам тўсиқлари қалинликлари-ни назорат қилиш билан бошқариш мумкин [6].

Ҳозирги замон саноатида ишлаб чиқарилаёт-ган яримўтказгичли материаллар ва гетерострук-туралар олиш технологиялари ёрдамида 3-200 мкм тўлқин узунлигидаги лазер нурларини ҳосил қилиш мумкинлиги кўрсатилди ва уни яна ҳам кенгайтириш технологиялари борлиги башорат қилинмоқда.

КК лазерларда ҳар бир электроннинг кетма-кет бир неча босқичлар (каскадлар)дан ўтиб, бир-дан кўпроқ фотонлар чиқара олиши ички квант-самарадорлик 1 дан катта бўлиши ва қувватнинг юқори даражада бўлишига олиб келади. Бундан ташқари, ички мини соҳали ўтишлар ток ташувчи-ларнинг ўта юқори тезликли динамикаси туфайли КК ларнинг қисқа импульсли режимларда жуда тез уланишларига имкон беради. Тадқиқотлар на-тижасида соддалаштирилган схемаси 2-расмда келтирилган КК лазерлар яратилди.

0,4

0,2

– 0,2

0

– 1 0 1

1 23

E0

Ec

3

21

3

21

Инжектор

Инжектор

Инжектор

фаол соҳа

фаол соҳа

2-расм. Учта квант ўрали квант-каскадли лазерда мини соҳали тузилма.

Тўлқинсимон чизиқлар - нурланишли ўтишлар

Бундай лазер туннел тўсиқ билан чегаралан-ган, ҳар бир инжекция ва фаол соҳадан иборат

12




кетма-кет босқичлардан ташкил топган. Электр майдони қўйилганда электронлар лазернинг юқо-ри сатҳи бўлган 3-қўзғотилган сатҳга туннелланиш орқали инжекцияланади. У ҳолда квант ўранинг 3- ва 2-сатҳлари орасидаги ўтиш туфайли нурлар генерацияси вужудга келади. Аммо бундай 3→2 ёки 2→1 ўтишлар ўз-ўзидан (спонтан) бўлганда, фотон-фонон ўзаро таъсирлашуви туфайли нур-ланишсиз бўлади. Агар 2-сатҳдаги электронлар-нинг яшаш вақти 2 ва 3→2 ўтиш вақти 3,2 бўлиб,

3,2> 2 шарт бажарилса, бу сатҳлар учун лазер нурланишларини ҳосил қилишнинг муҳим шар-ти инверс тўлатилганлик ҳолати вужудга келади. Бунинг учун 2- ва 1-сатҳлар энергетик фарқини оптик фонон энергиясига яқин қилиб олиш керак. Бу ҳолда 2-сатҳдан 1-га ўтиш вақти 21≈0,2-0,3 пc гача бўлиши мумкин. Демак, 2-сатҳ жуда қисқа вақтда 3-сатҳдан тушаётган электронни қабул қи-либ олишга тайёр бўлади. Бунда 3-сатҳга элект-ронлар тўхтовсиз инжекцияланиб турилса ва улар 1-сатҳдан жуда тез чиқариб турилса, 3→2 ўтишда лазер нурланиши ҳосил бўлади.

1-сатҳдан чиқиб кетаётган электронлар кейин-ги босқич инжекциясига ўтказилиб, юқорида кел-

тирилган жараён такрорланиши мумкин. Кўриниб турибдики, бундай схеманинг самарали ишлаши-нинг асосий тамойилларидан бири 3-сатҳга элект-ронлар инжекциялашининг юқори даражада са-марали бўлиши, 3 нинг катта ва 2 нинг жуда қисқа бўлишидан иборат. Лекин бу жараёнларда инжек-тордан тўғридан-тўғри 2-сатҳга ўтиш эҳтимолли-гини эътиборга олиш керак. Яна бир ҳолат – актив соҳа электронларининг кейинги босқич инжекция соҳасига ўтиши 1-соҳадан туннелланиш самара-дорлиги билан чекланган. Шунга кўра, 2-сатҳдан электронларнинг 1-сатҳга ўтиши, демак, 3→2 ўтиш ҳам каскадлараро тунелланиш самарадор-лигига боғлиқ бўлган маълум бир чекланишларга эга. Шунга қарамасдан, замонавий технологиялар ёрдамида 20÷100 каскаддан иборат квант ўрали яримўтказгичларнинг юпқа қатламлари асосида 4-9 мкм узунликдаги ИК-соҳали КК лазерлар яра-тилмоқда. Лекин ҳозиргача бу турдаги мукаммал лазерлар яратилди деб айта олмаймиз. Чунки лазернинг фаол қисми материалларининг катта аниқликдаги параметрларини ҳосил қилиш ва ла-зерлар технологияларини яна ҳам такомиллашти-риш давом этмоқда.

Адабиётлар:

1. Альферов Ж.И. Нанотехнологии.- М.: Магистр-пресс, 2011.- 268 с.2. Звельто О. Принципы лазеров.- М.: Мир, 1990.- 717 с.3. Богатаев А.П., Иолгинов Л.М., Дружинина Л.В. и др. Гетеролазеры на основе твердых растворов

GaxIn1-xAsyи P1-yAlxGa1-xSbyAs1-x. // Квантовая электроника.- 1974., Т.1.- С.2294-2297.4. Мириноятов М.М. Лазер физикаси ва техникаси.- Т., 2009.- 84 б.5. Альферов Ж.И., Андреев В.М., Корольков В.И. и др. Инжекционные свойства гетеропереходов

n-AlxGa1-x As-p-GaAs ФТП. 1968 г., Т.2. стр. 1016-1020.6. J.Fast, F.Capasso, et el. Quantum cascade lazer. Science, 1994, pp. 553-557.7. Каримов И.Н., Эрматов Ш., Носиров М.З., Абдуазимов В.А. Лазер физикаси ва техникаси.- Анди-

жон, 2016.- 188 б.

Андижон давлат университети,2017 йил 15 ноябрда қабул қилинган

(Тақризчи: проф. И.Каримов )

13




ЭксПеРИМеНТАЛЬНые МеТОды ИссЛедОвАНИя МНОгОсЛОЙНыХ сТРукТуР МеТАЛЛ-дИЭЛекТРИк-ПОЛуПРОвОдНИк

И.Н.Каримов, М.З.Носиров, М.Эргашева, М.Абдувалиев, Л.Мадумарова

Мақолада яримўтказгичли тузилмаларнинг параметрларини тез баҳолашга имкон берувчи рақамли режимдаги DLTS методи чуқур таҳлил қилинган ва тавсифланган. Сиғимли методлар таҳ-лили уларнинг кўп қатламли яримўтказгичли тузилмаларнинг электрофизик хоссаларини тадқиқ қилишнинг оптимал усули эканлигини кўрсатди.

Калит сўзлар: металл-диэлектрик-яримўтказгич, сиғимли методлар, кўп қатламли тузилма-лар, электрофизик хоссалар.

В статье подробно проанализирован и описан метод DLTS в цифровом режиме, который исполь-зуется для быстрой оценки параметров полупроводниковых структур. Анализ емкостных мето-дов показал, что они являются оптимальным способом исследования электрофизических свойств многослойных полупроводниковых структур.

Ключевые слова: металл-диэлектрик-полупроводник, емкостные методы, многослойные струк туры, электрофизические свойства.

The article analysed and described the method of DLTS in digital mode, which is used for fast estimation of the parameters of semiconductor structures. Analysis of capacitive methods showed that these methods are the best way to study electrophysical properties of multilayer semiconductor structures.

Key words: metal-insulator-semiconductor capacitive methods, multilayer structures electrophysical properties.

Непрерывное совершенствование интегральных схем, применение разнообразных диэлектричес-ких слоев, повышение требований к параметрам многослойных структур и интегральных схем ставят задачи улучшения качества диэлектрических слоев, управления и значительного улучшения слоя ди-электрика и границы раздела полупроводник-диэлектрик. Существует много методов исследования электрофизических свойств многослойных структур. Из всего многообразия методов исследования параметров полупроводниковых структур нами были выбраны методы, использующие емкостные ха-рактеристики. Все емкостные методы исследования параметров полупроводниковых структур основа-ны на единой, хорошо развитой теории барьерной емкости р-п перехода и емкости многослойных кон-денсаторов. Такое обстоятельство позволяет однозначно интерпретировать полученные результаты измерений независимо от типа используемых структур. Емкостные методы обладают высокой инфор-мативностью, т.е. позволяют в едином измерительном цикле получать информацию о многих параме-трах полупроводникового материала, диэлектрического слоя и границы раздела полупроводник-диэ-лектрик. Эти методы позволяют получить высокую чувствительность и точность значений измеряемых параметров. Важным их преимуществом является неразрушающий контроль, т.е. возможность ис-пользования без повреждения исследуемой полупроводниковой структуры. В основе емкостных мето-дов исследования, использующих статические характеристики, лежит сравнение экспериментальных вольт-фарадных характеристик реальных МДП структур с расчетными характеристиками.

При выводе уравнений, описывающих поведение расчетных вольт-фарадных характеристик МДП структур, используются некоторые общепринятые приближения [1]. К таким приближениям можно от-нести отсутствие градиента концентрации легирующей примеси и поверхностных состояний на грани-це полупроводник-диэлектрик, и зарядов в слое диэлектрика, равенство нулю разности работ выхода из полупроводника и из металла. Для расчета теоретических вольт-фарадных характеристик исполь-зуются два предположения, соответствующих частотным и высокочастотным вольт-фарадным харак-теристикам. В соответствии с этими предположениями используются методы низкочастотных (НЧ) и высокочастотных (ВЧ) измерений емкости структур металл-диэлектрик- полупроводник.

В настоящей работе для исследования электрофизических свойств МДП-структур (как для «толс-тых», так и для туннельных) использован емкостный метод с некоторыми видоизменениями, направ-ленными на улучшение точности измерения и автоматизации их обработки [2].

14




Метод DLTS используется для быстрой оценки параметров. Время прохождения температурного интервала 80 – 300 К в одном направлении составляет 40 – 50 минут. В этом методе температура не стабилизируется, зависимость С(t) за один период после темного переключения записывается в т яче-ек памяти (обычно т — 19 или 38), эта запись повторяется d раз (обычно d > 10), т.е. C(t) усредняется за d циклов. Скорость охлаждения или нагрева выбирается таким образом, чтобы за время записи d циклов температура изменилась бы не более чем на 0.5°. Далее производится вычисление ΔС21. Для уменьшения флуктуации и помех первые К значений С(t) (обычно К=8-9 или 16-18) умножаются на -1, а последующие К умножаются на +1 (рис. 1 а), причем увеличение количества точек в машинном варианте эквивалентно увеличению длительности строб-импульса в аналоговом.

Суммирование всех значений С(t) с последующим делением на dK дает значение ΔС21, которое через цифровоаналоговый преобразователь ЦАП подается на вход «Y» графопостроителя. При этом масштаб выбирается автоматически. Когда значение ΔС21 становится больше некоторой заданной ве-личины, оно делится сначала в 3 раза, затем в 10 раз, в 30 и т.д. Термо Э.Д.С., измеренная цифровым вольтметром Щ1516, пересчитывается в температуру и через ЦАП подается на вход «X» графопостро-ителя – таким путем обеспечивается линейный масштаб по температуре (обычно 1° – 1 mm). В ходе изменения температуры значения Δt0( ) записываются в память ДЗ-28 и после окончания измерения построение графика может быть автоматически повторено. Имеется программа аппроксимации зави-симости ΔС21 ( ) полиномом n-ой степени (n≤7).

0,4

0,2

– 0,2

0

– 1 0 1

1 23

E0

Ec

3

21

3

21

Инжектор

Инжектор

Инжектор

фаол соҳа

фаол соҳа

С(t)

a

t

t

t

∆t* б

в+1

–1

∆t*ТГ

ТЗИt M

Рис. 1. Временная диаграмма работы измерительной установки.

Если глубокий центр имеет дискретный энергетический уровень и когда Nr

15


химия


Таблица 1№ 1 2 3 4 5 6 7

Dtг, с 1.28 2.56 5.12 10.24 2.56 5.12 10.24

DtM, мс 64 128 256 512 64 128 256

∆tг – период запуска генератора Г5-56 – в секундах; ∆tM – период запуска моста МЦЕ – в миллисе-кундах; в качестве кварцевого генератора используется кварцевый генератор магистрального расши-рителя УСО с частотой 5 МГц.

Время одного измерения емкости (т.е. время уравновешивания ЦМ после его запуска) ∆tг порядка десятков ms; для ЦМ типа МЦЕ-12А и МЦЕ-13А ∆tM ~ 50 ms. Очевидно, что ∆tг задается больше, чем ∆tM. Современные ЦМ измеряют емкость и tgd с точностью до 4-го или 5-го знака.

На исследуемый образец подаются постоянное обратное смещение (V),малое переменное напря-жение (V) и заполняющие импульсы (ЗИ). Чувствительность измерительной установки без компенса-ции емкости Nг/NM= 10

-4, а в режиме с компенсацией – Nг/NM= 10-5.

Стабилизация температуры осуществляется путем сравнения ЭДС. термопары VT, измеряемой циф-ровым вольтметром, с расчетным значением термо-ЭДС. при заданной температуре VTрасч., записанной в память компьютера. После окончания каждого измерения емкости показания ЦМ вводятся в память компьютера. До начала следующего ЗИ вводятся m значений С(t); из них m/2 значений C(t) за интервал ∆t суммируются и умножаются на 1, а за последующий интервал ∆t — суммируются и умножаются на -1. Обычно при заданной температуре зависимость C(t) вводится несколько раз и усредняется.

Релаксация емкости после переключения от 0 до Vобр описывается формулойС(t) = CH + ∆C[1 – exp(– t / )], (2)

где CН – начальное значение емкости после переключения; ∆С — амплитуда изменения емкости.Согласно этому методу, в ходе медленного изменения температуры после каждого переключения

автоматически измеряются значения С(t) при t=t1 и t=t2 и их разность ∆С21=C(t2)-C(t1), а также темпера-тура T(ЭДС. термопары). Зависимость ∆С21(t) имеет максимум при некотором темпе – ТМ. Тогда значе-ние при Т = ТМ определяется из выражения

(TM) = (t2 – t1) / ln(t2 / t1). (3)При измерении в цифровом режиме исключается погрешность, обусловленная нестабильностью

тракта и температуры генератора частоты fг. Это существенно, если необходима высокая точность измерения емкости или ее релаксации (например, при сравнении C(t) при близких температурах).

Таким образом, использование цифровой измерительной техники и компьютеров значительно по-вышает точность и чувствительность измерений. Чувствительность повышается благодаря накопле-нию сигналов в памяти компьютера.

Составлены программы по измерению длительных переходных процессов для исследования глу-боких центров в объеме диэлектрика.

Литература:

1. Берман Л.С. Емкостные методы исследования полупроводников.- Л.: Наука, 19722. Власов С.И. Дисс. на соискание уч.степени д.ф-м.н.- Т., 1990.3. Берман Л.С., Лебедев А.А. Емкостная спектроскопия глубоких центров в полупроводниках.- Л.:

Наука, 19814. А.В.Васильев, С.А.Смагулова, С.С.Шаймеев. К вопросу о методике обработки спектров DLTS //

ФТП, 17(1), 162(1983)5. R.W.Fathaur and L.J.Schowalter Surface morphology of epitaxial CaF2 films on Si substractes films //

Appl.Phys.Lett., 215, 519(1984)6. М.Т.Толстобров. Дисс. на соискание уч.степени к.ф-м.н,- Л., 1988.

Андижон давлат университети,2017 йил 20 ноябрда қабул қилинган

(Тақризчи: проф. Р.Алиев)

16




ўЗБекИсТОНдА кИчИк гИдРОЭЛекТР ЭНеРгИя МАНБАЛАРИНИ РИвОжЛАНТИРИшНИНг дОЛЗАРБ шАРТЛАРИ

Р.Алиев, д.Қодиров, О.Бозоров, М.Абдуқаҳҳорова

Кичик гидроэнергетика манбаларини яратиш борасида жаҳондаги, МДҲ давлатларидаги ва Ўз-бекистондаги ҳолат таҳлил этилган. Ўзбекистонда кичик гидроэнергетикани ривожлантириш шартлари ва истиқболлари аниқланган.

Калит сўзлар: гидроэлектр станция, иссиқлик электр станция, электр генератор, гидроагре-гат, реактив гидротурбина, асинхрон двигатель.

Проведен анализ состояния в мире, странах СНГ и Узбекистане по разработке источников ма-лой гидроэнергетики. Определены условия и перспективы развития малой гидроэнергетики в Уз-бекистане.

Ключевые слова: гидроэлектрическая станция, тепловая электрическая станция, электриче-ский генератор, гидроагрегат, реактивная гидротурбина, асинхронный двигатель.

The conditions of working out of sources of small water-power engineering in the world and in the CIS countries and Uzbekistan were analysed. Conditions and prospects of development of small water-power engineering in Uzbekistan are defined.

Key words: hydroelectric station, thermal power plant, the electric generator, the hydro aggregate, the reactive hydro turbine, the asynchronous engine.

Сўнгги ярим аср давомида электр энергияси истеъмоли жаҳон миқёсида ўртача ҳар йили 2 фоиз-дан ортиб бориб, умумий ҳажми деярли 70 фоизга ортди. Умумжаҳон энергия ишлаб чиқариш ҳажмида қайта тикланадиган энергия манбалари улуши 20 фоизга яқин, шундан гидроэлектр энергия манбала-рининг улуши 87 фоизни ташкил этади [1].

Энергетика тарихига назар ташланса, йирик гидроэнергетик лойиҳаларни амалга ошириш, асосан, ХХ асрнинг дастлабки ўнйилликларига тўғри келишини кўриш мумкин. Йирик гидроэлектр станция (ГЭС)лари дастлаб шимолий Америкада, кейинчалик собиқ СССР, Хитой, Ҳиндистон, Туркия, Эрон, Ироқ, Канада, Африка ва Лотин Америкасида қурилди. Ҳозирда гидроагрегатлар орқали электр энер-гияси ишлаб чиқаришда Хитой, Канада, Бразилия, АҚШ ва Россия етакчилик қилмоқда. Аҳоли сон бошига тўғри келадиган гидроэлектрик энергия ишлаб чиқариш миқдори бўйича Норвегия, Исландия ва Канада юқори кўрсаткичларга эга. Норвегияда 98÷99 фоиз энергия ГЭСларда ишлаб чиқилади. Па-рагвай ўзининг энергияга эҳтиёжини тўла ГЭСлар ҳисобидан қоплашдан ташқари ишлаб чиқарилган энергиянинг 90 фоизини Бразилия ва Аргентинага экспорт қилади.

Жадвал 1.

гидроэлектрик энергия ишлаб чиқарувчи етакчи давлатлар кўрсаткичлари

2008 йилда ишлаб

чиқарилган энергия

(млрд квт.ч)

2009 йилда ишлаб

чиқарилган энергия

(млрд квт.ч)

ўрнатил-ган қувват

(гвт)

гидроэнергиянингдавлатдаги умумий энергия

миқдоридаги улуши(%)

Хитой 522.4 548.9 196.8 22

Канада 369.5 363 88.9 61

Бразилия 365.8 387 69 85

АҚШ 254.8 272.1 78.1 6

Россия 167.5 176 47.4 21

17




Норвегия 138.1 124.9 27.5 98

Ҳиндистон 113.1 104.4 33.6 16

Венесуэла 86.7 85.8 14.6 69

Япония 75.4 75.1 27.2 7

Швеция 68.3 64.4 16.2 44

Жаҳондаги 60 дан зиёд давлатларда истеъмол қилинадиган электр энергиясининг 50 фоиздан зи-ёди ГЭСдан олинади.

Кичик гидроэнергетиканинг жаҳондаги ривожланиш тенденцияларига эътибор қаратайлик. Халқаро энергетика агентлиги маълумотларига кўра, 2007 – 2030 йиллар давомида йирик ГЭСлар энергияси ҳар йили 2 фоизга ортиб боради ва 2030 йилда унинг миқдори 4380 ТВт×соатга етади. Йирик ГЭСлар-нинг умумий энергия ишлаб чиқаришдаги улуши 12,4 фоизни ташкил этади [3].

2001 – 2006 йилларда кичик гидроэнергетиканинг ўртача йиллик ўсиши 7 фоизни ташкил этган. 2006 йилда уларнинг қуввати 73 ГВт га етиб, йиллик энергия миқдори 250 ТВт×соатдан ортган. Кичик гидроэнергетикани ривожлантиришга 2006 йилдаги сарф-ҳаражат АҚШ долларида 6 млрд.дан зиёд бўлган. Кичик ГЭС қуриш учун ўртача ҳар бир киловаттга 1,5÷2,5 минг АҚШ доллари сарфланади.

Швейцарияда кичик ГЭСлардан олинган энергия 8,3 %, Испанияда – 2,8 %, Швецияда – 3 % ва Ав-стрияда – 10 % ни ташкил этади. Бу соҳада Хитой (47 ГВт) етакчилик қилмоқда, ундан кейин Япония (4 ГВт), АҚШ (3,4 ГВт), Италия ва Бразилияда кичик гидроэнергетиканинг улуши салмоқли.

Жадвал 2.

жаҳонда катта ва кичик гидроэнергетиканинг улуши [3]

Энергия манбаи

Электр энергия ишлаб чиқариш(Твт×соат)

улуши (фоиз) ўсиш темпи (фоиз)

2006 й 2030 й 2006 й 2030 й 2007-2030 йй.

Йирик ГЭС 2725 4 383 14.4 12.4 2 2

Кичик ГЭС 252 778 1.4 2.2 4.72007–2030 гг.Табиий-географик шароитларни ўрганиш шуни кўрсатадики, дунёнинг кўплаб ҳудудларида тран-

счегаравий дарё бассейнларида кичик ГЭСларни қуришнинг катта потенциали мавжуд. Кичик ГЭСлар-дан фойдаланиш йирик ГЭСларга хос кўплаб камчиликларни бартараф этиб, иқтисодий ва экологик жиҳатдан энергия олишнинг энг афзал усулидир. Умумий тарзда кичик ГЭСлар қуйидаги бир қатор афзалликларга эга:

- СО2 газининг чиқмаслиги туфайли глобал иқлим ўзгаришини камайтиради; - самарали технология; - сув босадиган ва қайта қуриладиган майдонлар миқдори анча кам;- ҳудудий ва локал ривожланишни таъминлайди; - дарё бассейнларига қўшимча хизматларни ташкил қилади; - қишлоқ ҳудудларини электрлаштиришга имкон беради; - ўз-ўзини қоплаш муддати кам. Ундан ташқари табиий ландшафт сақланади, экотизимга ортиқча босим берилмайди. Бошқа турда-

ги энергия манбаларига нисбатан энергия таннархи арзон, қурилма-жиҳозларни узоқ муддат (40 – 50 йил) ишлатиш ва сув ресурсларидан комплекс фойдаланиш мумкин.

Жаҳон гидроэнергетикларининг тажрибасига кўра, йирик ГЭСларни қуришда 1 КВт қувват учун 4000 АҚШ доллари, кичик ГЭСлар учун 4500÷5000 АҚШ доллари сарфланади. Уларнинг эксплуатацияси учун йирик ГЭСларда ҳар бир MВт қувватга 75, кичик ГЭСларда 83 ва микроГЭСларда 90 АҚШ долла-ри сарфланади.

18




Жадвал 3.

кичик гидроэнергетиканинг техник-иқтисодий кўрсаткичлари [4].

Техник кўрсаткичлар гЭс турлари (халқаро аниқлаш даражаси)

ГЭС категориялари МикроГЭС(˂1 MВт)Кичик ГЭС(1÷10 MВт)

Бошқа ГЭСлар(>10 МВт)

Гидротурбина ФИК, (%) 92 гача 92 гача 92 гача

Қуриш муддати (ой) 6÷10 10÷18 18÷96

Эксплуатация муддати (йил) 100 гача

Қувватдан фойдаланиш коэффициенти (%) 40÷60 (50) 34÷56 (45) 34÷56 (45)

Истеъмол коэффициенти (%) 98 98 98

Атроф муҳитга таъсири

CO2 ва бошқа парник газлар чиқиши (кг/МВт×соат) Аҳамиятсиз

ГЭС қуриш ҳаражатлари (2008 й., АҚШ доллари )

Инвестицион ҳаражатлар ($/КВт) 2500÷10000 (5000) 2000÷7,500 (4500)1750÷6250 (4000)

Эксплуатация ҳаражатлари ($/КВт) 50÷90 (75) 45÷85 (65) 35÷85 (60)

Иқтисодий хизмат муддати (йил) 30

Ишлаб чиқарилган электр энергиянинг умумий қиймати ($/МВт×соат)

55÷185 (90) 45÷120 (82.5) 40÷110 (75)

Башорат муддати 2010 2020 2030

Инвестицион ҳаражатлар ($/КВт) 5000 4500 4000 4500 4000 3600 4000 3600

Ишлаб чиқарилган электр энергиянинг умумий қиймати ($/МВт×соат)

90 82,5 75 81 75 67,5 73 67,5

ГЭС энергиясининг умумий электр энергия бозоридаги улуши (%)

16÷17 18÷20 20÷21

Ҳозиргача Фан ва технологиялар агентлиги инновацион дастури доирасида Ўзбекистон электр энергетикаси ҳолати таҳлил қилинган ва гидро ресурслар ҳисобига электр энергияси ишлаб чиқариш ҳажми кўрсатилган. Кичик гидро электр станцияларини яратиш учун республикада мавжуд потенциал тўғрисидаги маълумотлар дастлабки шаклда аниқланди, экологик ва ижтимоий афзалликлари таҳлил қилинди. Республикамизда мавжуд 14 та административ-территориал ҳудуддан 8 таси гидроэнергети-ка нуқтаи назаридан истиқболлидир. Ўзбекистон электр энергетикасининг ҳозирги ҳолати келажак учун ёқилғи ва энергоресурсларнинг етарли таъминланмаганлиги ҳамда экологик холатнинг мураккаблиги билан баҳоланади.

Бундай даврда электр энергиясини гидроэнергетик ресурслар ҳисобидан олишни режалаштириш долзарбдир. «Ўзбекэнерго» АЖга тегишли электрстанцияларнинг умумий қуввати 12,0 млн.КВт×соат-ни ташкил этади. Улардан 10,6 млн.КВт×соат ИЭСлар, 1,4 млн.КВт×соат ГЭСлар ҳиссасига тўғри ке-лади [5]. Бошқа идоралар тасарруфида бўлган электр станцияларининг салмоғи 3 фоиздан ошмайди. Барча ГЭСлар давлат ҳисобидаги унитар корхоналар қарамоғида.

19




Ўзбекистондаги жами 656 та дарёнинг умумий сув майдони 83369 км2 бўлиб, гидроэнергетик потен-циали 100,0 млрд.КВт×соат дан юқоридир, баҳоланиш қиймати 88,5 млрд.КВт×соат ва техник жиҳати-дан 27,4 млрд.КВт×соатни ташкил этади [6]. Шу жумладан, 3,06 млрд.КВт×соат каналлар шаршараси-га, ирригацион сув омборларида 1,36 млрд.КВт×соат ва 9,82 млрд.КВт×соат дарёлар оқимида. Ҳозирги вақтда бу потенциалдан 6,27 млрд.КВт×соат (5,29 млрд. КВт×соат «Ўзбекэнерго» АЖ тизимида ва 0,98 млрд.КВт×соат ЎзР ҚСХ вазирлиги тизимида) ёки 23 фоиздангина фойдаланилмоқда.

Гидроэнергетик ресурслар, асосан, Чирчиқ-Ангрен бассейнида (33 фоиз), Фарғона водийсида (24 фоиз), ватанимизнинг жануби-ғарбида (34,8 фоиз) ва Амударё паст оқимида (7,8 фоиз) жойлашган.

Кичик гидроэнергетиканинг 30 МВТ гача имкониятлари шундан иборатки, дарёлар, сувомборлари ва каналларда 250 та гидростанция қуриш мумкин ва уларнинг умумий қуввати 5800÷11000 МВт га етади. Ҳозиргача 31 гидроэлектростанция қурилган (1700 МВТ) ва мавжуд потенциалнинг учдан бир қисмидан фойдаланилмоқда.

Жадвал 4.

ўзбекистонда электр энергияси ишлаб чиқаришнинг структураси (фоизларда).

Электр энергия манбалари 2000 й. 2005 й. 2010 й.ИЭС 89,2 84,4 83,8ГЭС 10,8 15,6 16,2Кичик ГЭСлар 1,7 2,9 3,6Жами 100 100 100

2013 йилда гидроэлектростанциялардан 6,7 млрд.КВт×соат энергия ишлаб чиқилган. Сўнгги 10 йилда электр энергияси ишлаб чиқариш 47,7 дан 54,5 млрд.КВт×соатга ошди [7].

4-жадвалда келтирилган электр энергияси ишлаб чиқариш ҳолатини таҳлил этилса, шу кўзга ташланадики, қайта тикланмайдиган углеводородли ёқилғининг улуши 84 – 90 фоизни ташкил этади ва фақат 10 – 16 фоизгина янги турдаги қайта тикланадиган энергия заҳираларига – гидроэнергетикага тўғри келади. Лекин бу улушнинг кичик гидроэнергетик манбалар ҳисобига аста-секин ортиб бориши кузатилади [8].

ЎзР ҚСХ тасарруфидаги гидроэнергетик ресурсларнинг умумий қуввати 323 МВт ни ташкил этади. Янги қурилаётган ГЭСлар ҳисобига у 439 МВт га етади [9]. Вилоятлар бўйича гидроресурслар тақси-моти 5- ва 6-жадвалларда келтирилган [8].

Жадвал 5.

ҳудудлар кесимида кичик дарёлар энергетик потенциалининг тақсимоти

№ вилоятлар Мумкин бўлган гЭслар сонижами қуввати,

Мвт.

жами ўртача кўпйиллик энергия миқдори

млрд. квт×соат / соат

1 Жиззах 542 13,54 81,24

2 Қашқадарё 613 164,09 984,54

3 Навоий 173 8,835 53,01

4 Наманган 488 227,64 1365,84

5 Самарқанд 412 58,055 348,330

6 Сурхондарё 561 401,035 2406,21

7 Тошкент 1424 1309,58 7857,48

8 Фарғона 42 152,65 869,42

жами 4255 2335,425 13966,07

20




Жадвал 6.

ўзбекистон ҳудудлари кесимида кичик дарёларнинг техник потенциали

вилоятлар гЭслар сони

умумий қув-ват, Мвт

жами ўртача кўпйиллик энергия миқдори

млн. квт×с/йил Потенциалга нисбатан %

Жиззах 224 4,637 28,733 35,3

Қашқадарё 199 28,795 169,175 17,1

Навоий 85 2,671 15,850 29,9

Наманган 33 8,255 49,540 3,6

Самарқанд 161 12,575 75,715 22,5

Сурхондарё 192 46,133 275,950 11,5

Тошкент 186 115,110 691,200 8,8

Фарғона 19 48,560 225,940 26,0

жами 1100 266,736 1532,100 11,0

Шунингдек, яна 27 та дарёда 1101 та микроГЭС қуриш имконияти тасдиқланган. Уларнинг жами қуввати 304 МВт бўлиб, 1764 ГВт×соат электр энергияси ишлаб чиқариши мумкин. Яна бир муҳим фактор борки, «Ўзбекэнерго» АЖга қарашли ГЭСларнинг деярли 36 фоизининг (511 МВт) жиҳозлари 50 йилдан узоқроқ ишлаган, янги қувватлар деярли киритилмаган.

2011 йилда кичик гидроэнергетикани ривождантириш дастури доирасида 5 та кичик ГЭС қуриб ишга туширилган. Улар «Андижон-2», «Оҳангарон», «Ғисор», «Тўполон» ГЭСининг 1-навбати ва «Ургут» ГЭСларидир. 2013 йилда «Эртошсой-ГЭС»нинг саноат намунаси ишга туширилди.

Ҳозирда «Ўзсувэнерго» ҚБ 2015 – 2030 йилларга мўлжалланган кичик ва ўрта ГЭСлар потенциали-ни ҳисоблаш ишларини янгидан бойитмоқда (3-жадвал).

Республикада гидроэлектростанциялар қуришнинг афзалликлари қуйидагилардан иборат: - экологик тоза ва қайта тикланадиган энергия манбаидан фойдаланилади, мамлакатнинг энерге-

тик захиралари сақланиб қолади; - энергосистеманинг даврий юқори миқдордаги энергия сарфига эҳтиёжи қопланади; - эксплуатацион ҳаражатлар ва таннархи ҳисобига иссиқлик электр станцияларига нисбатан 8 –10

баробар самарали;- ГЭСларни 100 йилгача, жиҳозларни эса 40 йилгача эксплуатация қилиш мумкин. 7- ва 8-жадвалларда 2016 – 2020 йилларда қурилиши режалаштирилган истиқболли кичик ГЭСлар

тўғрисида маълумотлар берилган [10].

Жадвал 7.

2016-2020 йилларда «ўзбекэнерго» Аж тизимида қуриладиган янги гидроэлектростанциялар

№ Объект номи Лойиҳавий қув-ват (Мвт)

жами ўртача кўп йиллик энергия

миқдори, млн.квт·с.

Лойиҳа муд-дати

1. Чирчиқ-Бўзсув трактида «Камолот» ГЭСи 8 МВт 35,4 2016÷2018 й.

2. Оқсаройда Нанай ГЭСи 2 МВт 10 2016÷2017 й.

3. Оқдарё-Оқсувда Тамшуш ГЭСи 11 МВт 57 2019÷2020 й.

4. Танхизыдарёда Дектар ГЭСи 2,5 МВт 14,5 2017÷2019 й.

21




Жадвал 8.

ўзР ҚсХ вазирлиги тизимида 2016 – 2020 йилларда янги қуриладиган ва модернизация қилинадиган гидроэлектростанциялар [10]

№ Объект номиЛойиҳа қув-

вати (Мвт)

жами ўртача кўп йиллик энергия

миқдори млн.квт·с.

Лойиҳамуддати

1. Туябуғуз сув омборида янги қурила-диган кичик ГЭС 12,5 МВт 41,8 2015÷2018 й.

2. Катта Фарғона каналида кичик ГЭСлар каскади 10,2 МВт 68,4 2016÷2019 й.

3. Оҳангарон дарёсида Қамчиқ кичик ГЭСи қурилиши 18 МВт 58,9 2017÷2019 й.

4. Дарғом каналида Шаудар кичик ГЭСи қурилиши 7,2 МВт 37,6 2017÷2019 й.

5. Тўполангдарёда Зарчоб кичик ГЭС-1 қурилиши 23 МВт 67,1 2018÷2020 й.

Шундай қилиб, жаҳон миқёсидаги гидроэлектроэнергия манбаларини ривожлантириш борасидаги анъаналар, маълумот ва лойиҳалар таҳлили ҳамда сўнгги йилларда ЎзР фан ва технологиялар агент-лиги инновацион дастури доирасида Андижон ва Наманган вилоятлари миқёсида ўтказилган тадқиқот-лар натижаларига таянган ҳолда қуйидаги муҳим хулосаларни кўрсатиш мумкин.

Кичик ГЭСлар бошқа турдаги энергия манбалари каби бир қатор афзалликлар ва, қисман, камчи-ликларга эга. Иқтисодий, ижтимоий, экологик афзалликларидан ташқари, органик ёқилғи ва қурилиш материалларини тежаши ҳамда ҳаражатларни қоплаш муддатининг камлиги муҳимдир. Кичик ГЭСлар кичик ва ўрта бизнесни, хизмат турлари ва туризмни ривожлантиришда, қишлоқ хўжали�

Documents

IlmIy xabarnomaxabarnoma.adu.uz/arxiv/2018/2018-1.pdf · () ()01,/ ()1 () ()10 1. 2. Методы итераций для сЛАу. а) метод простой итерации