Расчет энергетических параметров полупроводника

Измерение температурной зависимости проводимости

1.1. Включить установку в сеть 220 В;

1.2. Соответствующим тумблером осуществить выбор исследуемого образца;

1.3. Ознакомиться с градуировкой милливольтметра;

1.4. При комнатной температуре произвести измерения тока, протекающего между токовыми зондами, и падения напряжения между измерительными потенциальными зондами;

1.5. Рассчитать удельную проводимость исследуемого полупроводника при комнатной температуре, получив у преподавателя его геометрические размеры;

1.6. Включить нагрев образца соответствующим тумблером и выполнить измерения через каждые 10°С вплоть до Т= 190°С;

Результаты измерений тока I через образец, температуры образца Т и напряжения U занести в табл. 2.1.

Т а б л и ц а 2.1

Т,°C	Т,К	10^3/ Т, К^-1	ln (Т,К)	I, мА	U, мВ	γ, Ом^-1м^-1	ln(γ, Ом^-1м^-1)

2.1. Произведя соответствующие расчеты, построить зависимость ln γ = f(1/Т);

2.2. Определить ширину запрещенной зоны исследуемого материала;

2.3. Высказать предположение и обосновать его: какой из известных полупроводниковых материалов исследовался в данной работе;

2.4. Сделать вывод о доминирующем механизме рассеяния в области истощения примесей, построив соответствующий участок кривой в координатах lnγ =f( ln T).

Справочные данные для проведения расчетов энергетических параметров полупроводника приведены в табл. 2.2 и 2.3.

Т а б л и ц а 2.2

Наименование параметра	Обозначение	Величина
Заряд электрона	е	-1,6·10^-19 Кл
Постоянная Больцмана	k	8,62·10^-5 эВ/К
Постоянная Планка	h	6,63·10^-34 Дж·с
Масса покоя электрона	m0	9,10·10^-28 г
Эффективная масса электрона в германии	mn^*	0,56 m 0
Эффективная масса дырки в германии	mр^*	0,35 m 0

Т а б л и ц а 2. 3

Полупроводник	Обозначение	∆ W, эВ
Германий	Ge	0,66
Кремний	Si	1,12
Арсенид галлия	GaAs	1,43
Фосфид индия	InР	1,35

Содержание отчета

Отчет должен включать:

1. Цель работы.

2. Схему установки.

3. Расчетные формулы и соотношения, используемые в работе.

4. Таблицу с измеренными и рассчитанными величинами.

5. Примеры расчета по соответствующим формулам.

6. Графики зависимостей lnγ =f(1/Т) и lnγ =f( ln T).

7. Расчет значений ∆W и χ.

8. Величину Т_i (и, если возможно, Т_s).

9. Расчет N _Д(А) по величине Т_i.

10. Выводы по полученным данным.

Контрольные вопросы

1. Какие носители заряда присутствуют в полупроводниках?

2. Каков преимущественный вид носителей заряда в случае донорных и в случае акцепторных примесей?

3. Как Вы понимаете термин «зона проводимости»?

4. В каких пределах лежит ширина запрещенной зоны полупроводников?

5. Чем определяется температурная зависимость электропроводности полупроводника?

6. Почему собственная проводимость в полупроводнике появляется при более высоких температурах, чем примесная?

7. Почему именно зависимость концентрации свободных носителей от температуры определяет характер зависимости проводимости полупроводника от температуры?

8. Какие существуют виды рассеяния носителей заряда?

9. В чем состоит особенность четырехзондового метода измерения электропроводности?

10. Какие энергетические параметры полупроводника можно определить по температурной зависимости удельной проводимости?

11. Как определить концентрацию примесей в полупроводнике?

12. Как определить тип рассеяния носителей заряда?

Дата добавления: 2014-11-18