![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
1. Игнатов А.Н. Оптоэлектронные приборы и устройства.– М.: Высшая школа, 2006.- 140 с.
2. Коган Л.М. Полупроводниковые светоизлучающие диоды – М.: Мир, 1983.- 102 с.
Лабораторна робота 5
Визначення ширини забороненої зони в тонких плівках германію
Мета роботи – виходячи з експериментальної залежності опору плівки германію від температури визначити ширину забороненої зони (ΔЕ3).
Елементи теорії. Германій у масивному чи плівковому стані є типовим власним напівпровідником. У таких напівпровідниках концентрація електронів (n -) у зоні провідності дорівнює концентрації дірок (n+) у зоні валентності (n -= n +). У зв’язку з наявністю двох типів провідності повна питома провідність власного напівпровідника (σ) може бути наведена у вигляді такої суми
(1)
де е – заряд електрона; n – концентрація носіїв електричного струму (для власного напівпровідника
n- = n+ = n); - рухливість заряду (
- середня швидкість дрейфу).
Теорія електропровідності власних напівпровідників дозволяє одержати співвідношення для n+, n- та n (див., наприклад, [1]):
;(2)
;(3)
; (4)
де m* - ефективна маса; k і h – сталі Больцмана і Планка; μ – хімічний потенціал.
Враховуючи (4), співвідношення (1) можна записати так:
. (1' )
У праву частину співвідношення (1) входять три множники, які різною мірою залежать від температури.
Методичні вказівки. Вимірювання температурної залежності опору (R) тонкої плівки германію (d 50 -100 нм) необхідно здійснити в інтервалі температур 350 - 700 К. Температурний інтервал вимірювань Δ Т - в межах 10 - 20 градусів. Для обчислення питомої провідності необхідно скористатися таким співвідношенням:
,
; (5)
де σ – питомий опір; l, a та d – довжина, ширина та товщина плівки.
Слід також мати на увазі, що у зразках малої товщини ΔЕз може трохи відрізнятися від значення ΔЕоз для масивних зразків.
Враховуючи вищезазначене, співвідношення (1') з великою точністю можна записати як
; (6)
де σ0 (Т) – величина, яка слабо залежить від температури, а її фізичний зміст полягає у тому, що .
Якщо співвідношення (6) записати у логарифмічному вигляді
; (6')
то кутовий коефіцієнт цієї залежності в координатах - -
дає ширину забороненої зони.
Таким чином, для знаходження величини ΔЕз необхідно експериментальну залежність R (T) перебудувати в напівлогарифмічних координатах lns=f(1/(2kT)) і провести графічне диференціювання.
У таблиці 1 наведені табличні значення величини ΔЕ0з для різних речовин у масивному стані.
Таблиця 1 – Табличні значення величини забороненої зони для різних речовин у масивному стані
Дата публикования: 2015-09-18; Прочитано: 286 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!