- •Задание 2. Определить концентрацию электронов для заданного металла из условия касания зоны Бриллюэна и сферы Ферми и сделать суждение о применимости теории свободных электронов.
- •О Рисунок 1. Сфера Ферми и зона Бриллюэна. Пределим концентрацию электронов из условия касания зоны Бриллюэна и сферы Ферми
- •Сделать суждение о применимости теории свободных электронов
- •Исследование температурной зависимости длины свободного пробега 𝜆(𝑇)
- •Рассчитаем значения свободного пробега λ(t) для температур 0,1𝑇𝐷, 𝑇𝐷, 10𝑇𝐷 и 𝑇пл:
- •2. Исследование зависимости времени релаксации от температуры 𝜏(𝑇)
- •Рассчитаем значения времени релаксации τΣ при различных Nдеф (1012 и 1015) для температур 0,1𝑇𝐷, 𝑇𝐷, 10𝑇𝐷 и 𝑇пл.
- •Масштаб изменился
- •3. Исследовать зависимость электропроводности металла от температуры 𝜎(𝑇)
- •Nдеф 1015 Масштаб изменился
- •4. Исследовать зависимость теплопроводности металла от температуры k(𝑇)
- •Nдеф 1015 Масштаб изменился
- •Построим зависимости электропроводности (сопротивления) пленки от толщины при разных коэффициентах зеркальности пленки.
- •Построим графики суммарной электропроводности (сопротивления) по принципу:
- •Исследование статистических свойств электронного газа в твердых телах
- •Оценка степени вырождения электронного газа
- •Исследование температурной зависимости функции распределения Ферми-Дирака
- •Исследование температурной зависимости распределения носителей заряда по энергии
- •Исследование электропроводности полупроводников
- •Исследование температурной зависимости энергии Ферми в собственном полупроводнике.
- •Исследование зависимости концентрации носителей заряда от температуры для собственного полупроводника
- •Исследование зависимости концентрации носителей заряда от температуры для примесного (донорного) полупроводника
- •Исследование зависимости электропроводности от температуры для примесного (донорного) полупроводника
- •Задание 6. Рассчитать зависимости энергии Ферми и термодинамической работы выхода для примесного полупроводника от температуры.
- •Задание 7. Построить энергетическую диаграмму заданной пары металл-полупроводник. Рассчитать вольтамперную характеристику контакта в данном диапазоне температур.
- •1. Построить энергетическую диаграмму заданной пары металл-полупроводник.
- •2. Рассчитать вольтамперную характеристику контакта в данном диапазоне температур.
- •Задание 9. Сделать выводы и дать рекомендации по применению исследуемого контакта металл- полупроводник.
- •Использованная литература
Задание 9. Сделать выводы и дать рекомендации по применению исследуемого контакта металл- полупроводник.
Выводы
Так как мы получили полупроводник кремний, легированный индием то рассмотрим его свойства. Изображения результата такого легирования:
Изменяя концентрацию индия, можно в широких пределах изменять проводимость легированного кремния, создавая полупроводник с заданными электрическими свойствами.
Если уровень легирования кремния велик и влиянием на электропроводность электронно-дырочных пар, образующихся за счет тепловой генерации из валентной зоны, можно пренебречь, то концентрация подвижных носителей заряда будет слабо зависеть от температуры.
Рекомендации по применению
В моем варианте было рассчитано, что между материалами возникнет блокирующий контакт, который обладает односторонней проводимостью. Это свойство лежит в основе работы полупроводниковых диодов, называемых диодами Шоттки.
Диоды Шоттки находят достаточно широкое применение. Их можно найти везде, где требуется минимальное прямое падение напряжения, а также в цепях с высокочастотной связью. Чаще всего их можно увидеть в компьютерных блоках питания, а также в импульсных стабилизаторах напряжения. Также эти диоды нашли применение в солнечных панелях, так как солнечные панели генерируют электрический ток только в светлое время суток. Чтобы в темное время суток не было обратного процесса потребления тока от аккумуляторов, в панели монтируют диоды Шоттки.
Использованная литература
Ситникова М.В. Методические указания к решению задач на практических занятиях по дисциплине «Основы электроники и радиоматериалы», СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2021
Замешаева Е.Ю., Ситникова М.Ф. «Физические свойства радиоматериалов», методические указания к практическим занятиям, СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2013
Аничкова Н.С., Замешаева Е.Ю., Мунина И.В., Ситникова М.Ф. «Физические свойства полупроводниковых радиокомпонентов», методические указания к лабораторным занятиям, СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017.
Вендик И.Б., Ситникова М.Ф. Физические основы микроэлектроники. – СПбГУ «ЛЭТИ», 1989.
Приложение 1.
Приложение 2.
Приложение 3 Сайт с табличными значениями термодинамической работы выхода для металлов (Хрома):
https://dpva.ru/Guide/GuidePhysics/ElectricityAndMagnethism/ElectronExitEnergy/ElectronExitEnergySimple/
Приложение 4.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Германий#:~:text=Германий%20по%20электрофизическим%20свойствам%20является,К)%20Eg%20%3D%200%2C67%20эВ
