Germanio draustinės energijos juostos pločio nustatymas


Fizikos laboratorinis darbas. Germanio draustinės energijos juostos pločio nustatymas. Darbo užduotis. Teorinis įvadas. Kristalinę gardelę. Leistinės energijos juostos. Draustinėmis energijos juostomis. Hibridinę juostą. Skyliniu laidumu. Darbo eiga. Kontroliniai klausimai.


DARBO UŽDUOTIS. Ištirti germanio elektrinio laidumo priklausomybę nuo temperatūros ir nustatyti draustinės juostos plotį iš grafiko .

TEORINIS ĮVADAS. Visi kūnai, kurie išlaiko patvarią formą, vadinami kietaisiais kūnais. Periodiškai išsidėstę kietajame kūne atomai ar molekulės sudaro kristalinę gardelę. Kol vienodi atomai toli vienas nuo kito (r( (), jų elektronai išsidėstę būdinguose tai atomų rūšiai energiniuose lygmenyse. Susidarant kristalui, atomai artėja vienas prie kito ir jų elektronų sistemos ima sąveikauti, gali įvykti dalinė sankloda.

Kambario temperatūroje (T ~ 300K) puslaidininkių savasis laidumas yra nedidelis. Jį galima būtų gerokai padidinti puslaidininkio priemaišomis. Tai iš esmės pakeistų puslaidininkio elektrines optines ir kitas fizikines savybes. Priemaišos, kurių atomai didina laisvųjų elektronų skaičių, vadinamos donorais. Jos yra laisvųjų elektronų gardelei tiekėjai. Tokiuose puslaidininkiuose vyrauja elektroninis laidumas, o savasis skylinis – nedidelis. Jie vadinami n puslaidininkiais. Skyles kuriančios priemaišos vadinamos akceptoriais, o medžiaga – p puslaidininkiu.

Priemaišų sąlygojamas medžiagų laidumas vadinamas priemaišiniu. Jis priklauso nuo jų koncentracijos ir gali gerokai viršyti savąjį laidumą.

Sukūrus stiprio elektrinį lauką, puslaidininkiu teka srovė: elektronai juda prieš lauko kryptį, skylės – pagal. Srovės tankis lygus elektronų ir skylių srovių tankių sumai: . Veikiant išoriniam laukui, srovės tankis priklauso nuo krūvininkų kryptingojo judėjimo vidutinio greičio, kuris vadinamas dreifiniu greičiu. Yra žinoma, kad srovės tankis čia – elektrono krūvis; – skylės krūvis; – elektronų ir skylių koncentracija; – elektrono, – skylės vidutiniai dreifiniai greičiai. Juos pakeitę judriais ir atsižvelgę į grynam (be priemaišų) puslaidininkiui (šio laboratorinio darbo metu tiriamam germaniui) galiojančią lygybę , gauname:

Germanio draustinės energijos juostos pločio nustatymas. (2015 m. Gruodžio 01 d.). http://www.mokslobaze.lt/germanio-draustines-energijos-juostos-plocio-nustatymas.html Peržiūrėta 2016 m. Gruodžio 05 d. 12:39