Утверждаю

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 6

1. Сила тока в металлическом проводнике сечением 4 мм² равна 0.8 А. Принимая, что концентрация свободных электронов в проводнике равна 2.510²² см³, определите среднюю скорость их упорядоченного движения.

2. Проанализируйте температурную зависимость времени жизни дырок при рекомбинации через ловушки в кремнии p-типа, легированном бором до концентрации 210¹⁹ см^–3. Ширину запрещенной зоны кремния считать равной 1,1 эВ, эффективные массы электронов и дырок равными m_n = 0,91m_e и m_p = 0,595m_e соответственно. Энергия уровня бора в кремнии E_а = E_v + 0,045 эВ. Измеренное время жизни дырок при комнатной температуре оказалось равным 810^–7 с.

Укажите, на каком из следующих рисунков изображена зонная структура: 1) металлов, 2) полупроводников, 3) диэлектриков. Штриховкой показаны области, заполненные электронами. Eg – ширина запрещенной зоны. Ответ поясните.

Утверждаю

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 7

1. В медном проводнике длиной 2 м и площадью поперечного сечения, равной 0.4 мм², идет ток. При этом ежесекундно выделяется количество теплоты 0.35 Дж. Сколько электронов проходит через поперечное сечение этого проводника за 1 с.

2. Оцените скорость генерации электронно-дырочных пар в n-кремнии, легированном мышьяком до концентрации 510¹⁷ см^–3, если известно, что время жизни электронов в области истощения примеси _n = 710^–6 c. Ширина запрещенной зоны кремния W = 1,1 эВ. Эффективные массы электронов и дырок в кремнии считать равными соответственно 0,91m_e и 0,595m_e. Уровень инжекции считать малым.

3. Поясните, в чем суть адиабатического и одноэлектронного приближения при описании поведения электронов в кристалле. Запишите и поясните одноэлектронное уравнение Шредингера в приближении сильной и в приближении слабой связи.

Утверждаю

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 8

1. Оцените скорость распространения акустических колебаний в алюминии, дебаевская температура которого равна 396 К. Плотность алюминия  = 2,610³ кг/м³, его молярная масса  = 2710^–3 кг/моль.

2. Вычислите удельное сопротивление собственного германия при температуре Т = 300 К. Для подвижностей электронов и дырок (_n = b_p) в германии принять следующие значения: _n = 3.810³ см²/(Вс), b = 2.1. Эффективные массы электронов и дырок в германии равны соответственно 0.55m_e и 0.362m_e. Ширина запрещенной зоны германия равна 0.66 эВ.

3. Докажите (на примере линейной цепочки атомов с периодом a), что волновая функция Блоха может быть представлена разными способами.

Утверждаю

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 9

1. Оцените максимальные значения энергии и импульса фонона в меди, дебаевская температура которой  = 330 К, а плотность  = 8,9 г/см³. Молярная масса меди  = 63,510^–3 кг/моль.

На рисунке показан график зависимости логарифма проводимости от обратной температуры T (в кК) для некоторого полупроводника n-типа. Найдите с помощью этого графика ширину запрещенной зоны полупроводника и энергию активации донорных уровней. Докажите, что эффективная масса электрона в кристалле , где E  E(k) – дисперсионная зависимость энергии электрона от волнового числа k.