Утверждаю

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 10

1. Оцените давление фононного газа в меди при температуре T  . Дебаевская температура меди  = 330 К, ее плотность  = 8,9 г/см³, молярная масса меди  = 6310^–3 кг/моль.

На рисунке показан график зависимости логарифма проводимости от обратной температуры T (в кК) для некоторого полупроводника p-типа. Найдите с помощью этого графика ширину запрещенной зоны полупроводника и энергию активации акцепторных уровней. Пользуясь дисперсионной зависимостью E(k) и определением эффективной массы электрона: ,

докажите, что эффективная масса электрона у дна зоны проводимости является величиной постоянной и положительной, а эффективная масса электрона у потолка валентной зоны является величиной постоянной, но отрицательной.

Утверждаю

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 11

1. Вычислите энергию Ферми при нуле Кельвина для алюминия. Плотность алюминия _Al = 2,7^.10³ кг/м³, его молярная масса _Al=27 кг/кмоль. Считается, что на каждый атом алюминия приходится 3 свободных электрона. Алюминий имеет ГЦК решетку.

2. В кристалле кремния массой 120 г равномерно по объему распределены 38,2 мкг галлия. Считая, что атомы примеси полностью ионизированы, вычислите удельное сопротивление кристалла. Для подвижностей электронов и дырок (_n = b_p) в кремнии принять следующие значения: _n = 1.4510³ см²/(Вс), b = 2.9. Плотность кремния _Si = 2,3310³ кг/м³, его молярная масса _Si = 2810^–3 кг/моль. Молярная масса галлия _Ga = 7010^–3 кг/моль.

3. Докажите, что при низком уровне инжекции изменение концентрации неравновесных электронов после выключения внешнего фактора, который приводил к появлению избыточных носителей заряда, описывается выражением

,

где n(0) – концентрация неравновесных электронов в начальный момент времени t, _n – коэффициент рекомбинации электронов, n₀ и р₀ – концентрации равновесных электронов и дырок соответственно.

Утверждаю

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 12

1. Как и во сколько раз изменится вероятность заполнения электронами энергетического уровня в металле, если уровень расположен на 0,1 эВ выше уровня Ферми, а температура изменяется от 1000 К до 300 К?

2. Подвижность электронов в чистом германии при комнатной температуре (300 К) равна 3800 см²/(Вс). Найдите удельное сопротивление этого материала при 30 К, считая, что подвижность меняется с температурой по закону , гдеа – постоянная. Эффективную массу электронов положить равной 0,55m_e, а эффективною массу дырок – 0,36m_e. При всех рассматриваемых температурах считать, что ширина запрещенной зоны германия равна 0,785 эВ, а отношение подвижностей электронов и дырок принять равным 2,1.

3. Поясните смысл величин, которые входят в формулу Шокли-Рида

и проанализируйте зависимость  от концентрации донорной примеси.