[vsesdal]
Количество страниц учебной работы: 5,10
Содержание:
«Лабораторная работа 6.8
Изучение температурной зависимости электропроводности полупроводников
1. Цель работы
Изучить зависимость электропроводности полупроводникового образца от температуры. Определить ширину запрещенной зоны
2. Теоретическое введение
Электропроводность материалов определяется выражением:
(1)
где q+ и q- — соответственно величина заряда положительных и отрицательных носителей электрического заряда, n+ и n- — концентрация соответственно положительных и отрицательных носителей заряда, µ+ и µ- — подвижности положительных и отрицательных носителей заряда.
3. Описание лабораторной установки
Схема лабораторной установки приведена на рис.1.
4. Задание
Выполняется по вариантам.
Вариант Сила тока, мА
1 3
2 3,8
3 4,6
4 5,4
5 6,2
6 7
7 7,8
8 8,6
9 9,4
10 10
1. Установить силу тока через образец в соответствии с вариантом. Записать силу тока в отчет по лабораторной работе.
2. Изменяйте температуру образца от 250С до 800С через 50С, каждый раз записывая напряжение на образце. Полученные данные занесите в таблицу в отчете по лабораторной работе.
3. Вычислить по формуле (10) электропроводности образца при всех температурах. Прологарифмировать полученные значения электропроводности.
4. Вычислите абсолютные температуры образца Т= t+273, К. Все данные занесите в таблицу измерений.
5. Построить график зависимости ln? от 1? Т.
6. На графике выбрать две точки в диапазоне температур от 400С до 800С. Определить для этих точек по графику величины ln? и 1? ? и вычислить по формуле (8) ширину запрещенной зоны полупроводника.
5. Контрольные вопросы
1. Вывести формулу для собственной электропроводности полупроводника.
2. Почему для проверки температурной зависимости электропроводности полупроводников строится график зависимости ln? от ? ? ? .?
3. Вывести формулу для вычисления ширины запрещенной зоны полупроводника.
»
Учебная работа № 187484. Контрольная Изучение температурной зависимости электропроводности полупроводников, лабораторная работа 6.8
Выдержка из похожей работы
Температурные зависимости параметров вольт-амперной характеристики резонансно-туннельного диода
…..возможностей для их практического применения. Преимущества
использования РТС в качестве компонентов интегральных схем (ИС), где они могут
дать существенный прирост производительности за счет возможности работать на
больших частотах. Одним из видов таких РТС является резонансно-туннельный диод
(РТД). Для построения ИС на основе РТД, необходимо знать статические и
динамические параметры, в том числе вольт-амперные характеристики (ВАХ) и
вольт-фарадные характеристики (ВФХ). Данная работа направлена на
экспериментальное исследование характеристик ВАХ и ВФХ РТД и их зависимости от
температуры.
Литературный обзор
Динамика изменения характеристик резонансного
туннелирования в широком температурном диапазоне изучена слабо и ограничивается
областью температур Т>77 К. Так, например, в [1, 2] представлены результаты
исследования термически активированного резонансно-туннельного тока при низких
уровнях напряжений, из которых было определено положение квантового уровня по
отношению к уровню Ферми контакта. В [3] проведены измерения (статистических
ВАХ в диапазоне Т=77-300 К, откуда затем определены температурной зависимости
отношения токов пик/долина двухбарьерной резонансно-туннельной структуры
AlxGa1-xAs/GaAs.
В 1974 году Чанг, Эсаки и Тсу [4] наблюдали
резонансное туннелирование в двубарьерных структурах типа Ga0.3Al0.7As — GaAs —
Ga0.3Al0.7As: первая с шириной барьеров 80 Å
и шириной ямы 50Å; вторая с
шириной барьеров и ямы по 40 Å
соответственно. Высота барьеров в обоих случаях 0.4 эВ. Концентрация электронов
в подложке и электродах (GaAs) n = 1018 см-3, а энергия Ферми 40 мэВ.
Они рассмотрели зависимость кондактанса от
напряжения при температурах 4.2 К, 77 К и 300 К. На рис.1 представлены данные,
полученные Чангом, Эсаки и Тсу для первой структуры. При комнатной температуре
мы видим монотонную кривую зависимости кондактанса от напряжения, что говорит о
сильном температурном размытии и подразумевает относительно малую высоту
барьера. С уменьшением температуры начинают проявляться особенности зависимости
кондактанса от температуры. Это говорит о том, что большой вклад в
туннелирование вносят фононы. При Т=4.2 К кривая имеет схожий характер, кроме
известного аномального поведения при нулевом напряжении смещения. Тот факт, что
особенности полученной зависимости при гелиевой температуре сгладились,
объясняется наличием структурных флуктуаций и рассеянием на примесных атомах.
Ассиметричный характер зависимостей кондактанса от напряжения объясняется
ассиметричностью исследуемой двухбарьерной структуры.
Рис. 1 — Зависимость кондактанса от напряжения
смещения для двухбарьерной гетероструктуры
Нельзя не отметить работу Соллнера [5] и его
соавторов 1983 года.
Они наблюдали резонансное туннелирование при
комнатной температуре и признаки области ОДС при 200 К. Параметры образца
Ga0.75Al0.25As/ GaAs /Ga0.75Al0.25As: ширина барьеров и ямы по 50 Å,
концентрация доноров в яме ND2 = 1017см-3, концентрация доноров во внебарьерном
GaAs ND1=ND3 = 1018см-3, высота барьеров 0.23 эВ.Так же исследовался отклик на
внешний терагерцовый сигнал, вследствие чего была выявлена граничная частота
при 2.5 ТГц. Эта работа показала, что резонансно-туннельный диод на
двубарьерной гетероструктуре может быть хорошим терагерцовым генератором.
С момента своего появления на свет, резонансно-туннельный
диод никогда не переставал быть интересным для многих физ…