ИДЗ / ИДЗ7_ФОИИ
.docxМинистерство НАУКИ И ВЫСШЕГО образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»
Инженерная школа новых
производственных технологий
Отделение материаловедения
Направление 12.03.02 «Оптотехника»
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 7
Вариант 6
по дисциплине:
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЙ
Исполнитель:
|
|
||||
студент группы |
4В01 |
|
Деньгуб А.Р. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Руководитель:
|
|
||||
преподаватель |
|
|
Штанько В. Ф. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Томск - 2023
Задание
1. Найти положение уровня Ферми и температурную зависимость концентрации электронов и дырок в собственном полупроводнике при изменении температуры в интервале 0-300 K. Построить графики.
2. Рассчитать и построить зависимость концентрации электронов в том же интервале температур если Eg(T)=Eg(0) - ξT, Nd=5·1018 см-3, Nc≈2,5·1019 см-3, Nv=2,3 Nc
Решение
1) Найти положение уровня Ферми и температурную зависимость концентрации электронов и дырок в собственном полупроводнике при изменении температуры в интервале 0-300 K. Построить графики.
Данные для расчета:
Вариант |
Е g (0) |
m p * / m n * |
|
m n * |
E d |
6 |
2,2 |
1,6 |
2,5 |
0,45 |
0,015 |
по условию, следовательно, .
n |
Т |
8,54E-151 |
30 |
2,01E-66 |
60 |
3,47E-38 |
90 |
5,18E-24 |
120 |
1,79E-15 |
150 |
9,24E-10 |
180 |
1,15E-05 |
210 |
1,40E-02 |
240 |
3,58E+00 |
270 |
3,07E+02 |
300 |
|
Рис. 1. Зависимость концентрации от температуры |
2) Рассчитать и построить зависимость концентрации электронов в том же интервале температур если Eg(T)=Eg(0) - ξT, Nd=5·1018 см-3, Nc≈2,5·1019 см-3, Nv=2,3 Nc
С учетом введенных изменений концентрация зависит от температуры следующим образом:
n |
Т |
3,81E-146 |
30 |
8,99E-62 |
60 |
1,56E-33 |
90 |
2,32E-19 |
120 |
8,01E-11 |
150 |
4,14E-05 |
180 |
5,18E-01 |
210 |
6,28E+02 |
240 |
1,61E+05 |
270 |
1,38E+07 |
300 |
|
Рис. 2. Зависимость концентрации от температуры с измененными условиями |
Вывод: определили положение уровня Ферми и построили зависимость концентрации электронов и дырок в собственном полупроводнике при изменении температуры в заданном промежутке. Видим, что при изменении условий задания приращение концентрации при увеличении температуры происходит с большей скоростью.