Билет №3.

1. Энергетическая зонная диаграмма полупроводника.

Между зоной проводимости Еп и валентной зоной Ев расположена зона запрещённых значений энергии электронов Ез. Разность Еп−Ев равна ширине запрещенной зоны Ез. С ростом ширины Ез число электронно-дырочных пар и проводимость собственного полупроводника уменьшается, а удельное сопротивление возрастает.

Ширина запрещенной зоны равна и определяется энергией ковалентной связи.

С повышением температуры ширина запрещенной зоны уменьшается.

2. Рассеяние носителей заряда в полупроводниках.

Рассеяние – изменение направления и абсолютной величины скорости электрона в результате его взаимодействия с несовершенством периодического потенциала кристаллической решетки. Для количественной характеристики рассеяния служит l величина длина свободного пробега τ – среднее время между актами рассеяния.

Билет №4.

1. Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза Луи де Бройля.

Корпускулярно-волновой дуализм — принцип, согласно которому любой объект может проявлять как волновые, так и корпускулярные свойства. Любая материальная частица может выражаться как корпускул.

Французский физик Луи де Бройль в 1923г. Выдвинул знаменитую идею, которая стала одной из основопологающей. Электрон (как и любая частица) должен иметь волновые свойства на ряду с корпускуляром. Согласно гипотезе, длина волны связанная с любой материальной частицей.

(1); ; ; ;

Из (1) следует

т. волновое число

2. Кинетические явления в полупроводниках.

Всего теоретически возможно существование более 500 кинетических явлений:

1)Электропроводность - способность тела проводить электрический ток, а также физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению.

Ток обусловлен направленным движением носителей заряда.

, q – модуль заряда электрона.

2)Эффект Холла — явление возникновения поперечной разности потенциалов (называемой также холловским напряжением) при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле. Открыт Эдвином Холлом в 1879 году в тонких пластинках золота.

3)ТермоЭДС

Билет №5.

1. Понятие эффективной массы электрона в кристалле.

В физике твёрдого тела, эффективной массой частицы называется динамическая масса, которая появляется при движении частицы в периодическом потенциале кристалла. Можно показать, что электроны и дырки в кристалле реагируют на электрическое поле так, как если бы они свободно двигались в вакууме, но с некой эффективной массой, которую обычно определяют в единицах массы покоя электрона m_e (9.11×10⁻³¹ кг). Она отлична от массы покоя электрона.

Определение

Эффективная масса определяется из аналогии со вторым законом Ньютона . С помощью квантовой механики можно показать, что для электрона во внешнем электрическом поле E:

где  — ускорение,  — постоянная Планка,  — волновой вектор, который определяется из импульса как = ,  — закон дисперсии, который связывает энергию с волновым вектором . В присутствии электрического поля на электрон действует сила , где заряд обозначен q. Отсюда можно получить выражение для эффективной массы :

Для свободной частицы закон дисперсии квадратичен, и таким образом эффективная масса является постоянной и равной массе покоя. В кристалле ситуация более сложна и закон дисперсии отличается от квадратичного. В этом случае только в экстремумах кривой закона дисперсии, там где можно аппроксимировать параболой можно использовать понятие массы.

Эффективная масса зависит от направления в кристалле и является в общем случае тензором.

2. Электропроводность.

Электропроводность - способность тела проводить электрический ток, а также физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению.

Ток обусловлен направленным движением носителей заряда.

, q – модуль заряда электрона.