4. Задания:

1. Изучить теорию. Дать ответы на контрольные вопросы.

2. Получить выражения (11), (12) и (13).

3. Используя приближенную формулу (13) оценить зависимость коэффициента проницаемости D от ширины барьера. Для оценок использовать модель движения электрона через барьер с параметром эВ и .

4. Провести численный анализ эффекта надбарьерного отражения:

4.1. Привести соотношение (14) к виду:

,

где .

4.2. Построить график зависимости D(x) для случая для области .

4.3. Найти резонансы пропускания, т.е. значения , при которых D=1.

4.4. Сравнить полученные значения энергии с формулой (15).

5.1. Собрать цепь по схеме согласно рис.12.

5.2. Перекидной двухполюсной ключ К поставить в положение «прямой ток».

5.3. Изменяя потенциометром напряжение, снять соответствующие показания вольтметра и миллиамперметра. При переходе через точку возможно резкое изменение показаний приборов, поэтому необходимо аккуратно уменьшить напряжение с тем, чтобы найти точку . Увеличивать напряжение до тех пор, пока оно не станет равным . Это произойдет при , но .

5.4. Уменьшить напряжение до нуля. Ключ К поставить в положение «обратный ток»./’;[p-0 Изменяя потенциометром напряжение, снять соответствующие показания вольтметра и миллиамперметра. Данные опыта занести в таблицу. По полученным данным построить график вольтамперной характеристики туннельного диода.

5.5. Рассчитать и ;

5.6. Оформить отчет о работе.

5. Контрольные вопросы

1. Какое явление называется туннельным эффектом?

2. Можно ли утверждать, что кинетическая энергия частицы под барьером отрицательна.

3. Какие параметры играют основную роль в определении D?

4. Какое явление называется надбарьерным отражением? В каком случае оно возможно (невозможно)?

5. Сформулировать соотношения неопределенности для координаты и импульса, а также энергии и времени.

6. Указать разницу в структуре энергетических уровней электронов в изолированном атоме и твердом теле.

7. По какому принципу проводится классификация твердых тел в зонной теории?

8. Объяснить механизм проводимости обычного и туннельного диода.

9. Объяснить ход вольтамперной характеристики обычного и туннельного диода.

6. Литература

1. Шпольский Э.В. Атомная физика. – М. «Наука», 1974. Т.I.

2. Флюгге З. Задачи по квантовой механике. – М. «Мир», 1974. Т I.

3. Бом Д. Квантовая теория. – М. «Наука», 1965.

4. Епифанов Г.И. Физика твердого тела. – М. «Высшая школа», 1977.