МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

“ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

Методичні вказівки

до лабораторних робіт

«Визначення типу, концентрації і рухомості

основних носіїв заряду в напівпровідниках»

з розділу «Дослідження електронних параметрів напівпровідників термоелектричним та гальваномагнітними методами»

дисципліни «Фізичні методи дослідження матеріалів»

для студентів напряму підготовки 6.050801 «Мікро- та наноелектроніка»

Затверджено

редакційно-видавничою

радою університету,

протокол № від .

Харків НТУ «ХПІ» 2009

Методичні вказівки до лабораторних робіт «Визначення типу, концентрації і рухомості основних носіїв заряду в напівпровідниках» з розділу «Дослідження електронних параметрів напівпровідників термоелектричним та гальваномагнітними методами» дисципліни «Фізичні методи дослідження матеріалів» для студентів напряму підготовки 6.050801 «Мікро- та наноелектроніка» / Уклад.: В.Р. Копач, Г.С. Хрипунов, М.М. Харченко, М.В. Кіріченко, Р.В. Зайцев. Харків: НТУ «ХПІ», 2009. – ХХ с.

Укладачі: В.Р. Копач,

Г.С. Хрипунов,

М.М. Харченко,

М.В. Кіріченко,

Р.В. Зайцев

Рецензент проф. О.П. Сук

Кафедра «Фізичне матеріалознавство для електроніки та геліоенергетики»

ВСТУП

Методичні вказівки до лабораторних робіт з розділу «Дослідження електронних параметрів напівпровідників термоелектричним та гальваномагнітними методами» дисципліни «Фізичні методи дослідження матеріалів» стосуються чотирьох лабораторних робіт: «Визначення типу основних носіїв заряду в напівпровідниках термоелектричним методом», «Визначення параметрів основних носіїв заряду в напівпровідниках шляхом виміру електрорушійної сили Холла», «Визначення параметрів основних носіїв заряду в напівпровідниках методом Ван-дер-Пау» і «Визначення рухомості основних носіїв заряду в напівпровідниках шляхом виміру геометричного магнетоопору».

Мотивацією доцільності виконання цих робіт при вивченні зазначеної вище дисципліни є те, що тип, концентрація і рухомість основних носіїв заряду - це вкрай важливі електронні параметри напівпровідників, котрі суттєвішим чином впливають на функціональні можливості різноманітних напівпровідникових виробів електронної техніки. Тому визначення перелічених параметрів залишається одним з ключових етапів на стадії, наприклад, атестації промислово виготовлених напівпровідників, призначених для серійних виробів сучасної електронної техніки, або на стадії розробки нових напівпровідникових матеріалів для задоволення потреб електронної техніки майбутнього.

Висвітлені у запропонованих роботах термоелектричний метод, котрий базується на ефекті Зеєбека, і гальваномагнітні методи, що базуються на ефектах Холла (один з них у модифікації Ван-дер-Пау) та Гауса (магнетоопір), набули найбільшого поширення як в науково-дослідних лабораторіях, так і у відповідній промисловій галузі завдяки оптимальній сукупності їх практично важливих якостей: необхідного рівня інформативності, достатньої експресності та можливості порівняльно простої реалізації. Однією із суттєвих переваг цих методів є їхня придатність для визначення параметрів основних носіїв заряду не тільки у разі використання масивних зразків з досліджуваного напівпровідникового матеріалу, але і коли тестові зразки є плівковими. Останній тип зразків особливо актуальний з точки зору потреб мікро- та наноелектроніки. Таким чином, запропоновані лабораторні роботи знайомлять студента з сучасними і найбільш розповсюдженими методами визначення параметрів основних носіїв заряду в напівпровідниках різної товщини, що має сприяти підвищенню якості його фахової підготовки.

Після вивчення теоретичної частини робіт та отримання індивідуального завдання, яке визначає викладач, студент має приступати до виконання кожної лабораторної роботи згідно до пункту “Порядок дій”. По завершенню роботи студент складає звіт, зміст якого визначено у відповідному пункті, та захищає його, відповідаючи на запитання викладача.

Методичні вказівки призначені для студентів напрямків підготовки фізико-технічного і метрологічного профілів університетів.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 1