Лабораторная работа №2 / FOME2M
.DOC
Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет
Кафедра физических основ микроэлектроники.
Лабораторная работа №2
"Исследование электрических свойств
полупроводниковых материалов".
Преподаватель: Кальнин А.А.
Студент: Виноградов К.Ю.
Группа: 6361
Санкт-Петербург
Описание
установки.
Исследование темпиратурной зависимости сопротивления полупроводников производится на установке, состоящей из термостата с образцами полупроводниковых материалов и омметра, подключаемого поочередно к каждому из образцов.
Проведение исследований.
Подключая к омметру поочередно образцы полупроводниковых материалов, измерить их сопротивление при комнатной температуре. Вынести переключатель ступеней нагрева термостата в крайнее левое положение и включить термостат. Измерить сопротивление образцов полупроводников при температурах, соответствующих установившемуся режиму на каждой температурной ступени термостата. Контроль выхода термостата в установившийся режим производить по показанием омметра
Протокол измерений.
1. Кремний
см
2. Германий
см
3. Карбид кремния
см
4. Антимонид индия
см
таблица 1
|
|
|
R, ом |
|
|
|
t0,C |
Si |
Ge |
SiC |
YnS |
|
19 |
111,6 |
884,6 |
8010 |
2974 |
|
29 |
118,04 |
1255 |
5470 |
2369 |
|
35 |
120 |
989,9 |
4680 |
2160 |
|
40 |
122,8 |
1010 |
4120 |
2000 |
|
50 |
134,5 |
1064,4 |
3580 |
1823 |
|
58 |
138,6 |
1120,6 |
2993 |
1676 |
|
68 |
141,77 |
1080 |
2510 |
1500 |
|
75 |
145,09 |
1030 |
2160 |
1380 |
|
90 |
147,58 |
1000 |
1730 |
1280 |
|
95 |
145,86 |
987 |
1510 |
1240 |
|
100 |
150,26 |
852,4 |
1340 |
1160 |
|
105 |
158,7 |
714,4 |
1150 |
1110 |
|
110 |
153,5 |
796 |
1240 |
1130 |
|
115 |
160,19 |
660 |
1040 |
1070 |
|
120 |
164,2 |
625,4 |
946 |
1050 |
|
125 |
166,4 |
522 |
834 |
1010 |
|
130 |
170,1 |
4334 |
747 |
999 |
|
135 |
173,54 |
387,4 |
637,2 |
940 |
|
140 |
176,9 |
3326 |
560,5 |
920 |
|
145 |
179,2 |
280,4 |
449 |
914 |
|
150 |
183 |
2362 |
246 |
896 |
Обработка результатов:
1. Рассчитываем удельное сопротивление
материалов по формуле
,
где R - сопротивление
образца, S - площадь поперечного сечения,
l - длина образца.
Вычисляем удельную проводимость как
.
Результаты измерений заносим в таблицы 2.1,2.2,2.3,2.4.
таблица 2.1
|
Исследуемый материал |
T,K |
|
R, Ом |
|
|
|
|
Si |
292 |
0,0034 |
111,6 |
7,4·10-4 |
0,134408·105 |
7,20 |
|
|
302 |
0,0033 |
118,04 |
7,86·10-4 |
0,127·105 |
7,4 |
|
|
308 |
0,0032 |
120 |
8·10-4 |
0,123·105 |
7,13 |
|
|
313 |
0,0031 |
122,8 |
8,1·10-4 |
0,122·105 |
7,107 |
|
|
323 |
0,003 |
134,5 |
8,96·10-4 |
0,111·105 |
7,016 |
|
|
331 |
0,00302 |
138,6 |
9,24·10-4 |
0,108·105 |
6,98 |
|
|
341 |
0,0029 |
141,77 |
9,45·10-4 |
0,105·105 |
6,96 |
|
|
348 |
0,0028 |
145,09 |
9,67·10-4 |
0,103·105 |
6,94 |
|
|
363 |
0,0027 |
147,58 |
9,83·10-4 |
0,101·105 |
6,92 |
|
|
368 |
0,00271 |
145,86 |
9,724·10-4 |
0,102·105 |
6,93 |
|
|
373 |
0,00268 |
150,26 |
10,01·10-4 |
0,099·105 |
6,90 |
|
|
383 |
0,00261 |
158,7 |
10,58·10-4 |
0,094·105 |
6,85 |
|
|
378 |
0,00264 |
153,5 |
10,23·10-4 |
0,0977·105 |
6,88 |
|
Исследуемый материал |
T,K |
|
R, Ом |
|
|
|
|
Si |
388 |
0,00257 |
160,19 |
10,67·10-4 |
0,0936·105 |
6,84 |
|
|
393 |
0,00254 |
164,2 |
10,94·10-4 |
0,091·105 |
6,81 |
|
|
398 |
0,00251 |
166,4 |
11,093·10-4 |
0,0901·105 |
6,80 |
|
|
403 |
0,00248 |
170,1 |
11,34·10-4 |
0,088·105 |
6,78 |
|
|
408 |
0,00245 |
173,54 |
11,56·10-4 |
0,086·105 |
6,76 |
|
|
413 |
0,00242 |
176,9 |
11,79·10-4 |
0,084·105 |
6,74 |
|
|
418 |
0,00231 |
179,2 |
11,94·10-4 |
0,083·105 |
6,72 |
|
|
423 |
0,00236 |
183 |
12,2·10-4 |
0,081·105 |
6,70 |
таблица 2.2
|
Исследуемый материал |
T,K |
|
R, Ом |
|
|
|
|
Ge |
292 |
0,0034 |
884,6 |
58,9·10-4 |
0,001·105 |
5,133 |
|
|
302 |
0,0033 |
1255 |
83,66·10-4 |
0,0012·105 |
4,78 |
|
|
308 |
0,0032 |
989,9 |
65,99·10-4 |
0,0015·105 |
5,02 |
|
|
313 |
0,0031 |
1010 |
67,33·10-4 |
0,0014·105 |
5 |
|
|
323 |
0,003 |
1064,4 |
70,95·10-4 |
0,0014·105 |
4,94 |
|
|
331 |
0,00302 |
1120,6 |
74,66·10-4 |
0,0013·105 |
4,89 |
|
|
341 |
0,0029 |
1080 |
72·10-4 |
0,0013·105 |
4,93 |
|
|
348 |
0,0028 |
1030 |
68,6·10-4 |
0,0014·105 |
4,98 |
|
|
363 |
0,0027 |
1000 |
66,6·10-4 |
0,0015·105 |
5,01 |
|
|
368 |
0,00271 |
987 |
65,8·10-4 |
0,0015·105 |
5,02 |
|
|
373 |
0,00268 |
852,4 |
56,82·10-4 |
0,0017·105 |
5,17 |
|
|
388 |
0,00257 |
660 |
47,62·10-4 |
0,0019·105 |
5,34 |
|
|
393 |
0,00254 |
385,4 |
51,06·10-4 |
0,0018·105 |
5,23 |
|
|
398 |
0,00251 |
522 |
34,8·10-4 |
0,0019·105 |
5,66 |
|
|
403 |
0,00248 |
433,4 |
28,86·10-4 |
0,003·105 |
5,84 |
|
|
408 |
0,00245 |
387,4 |
25,80·10-4 |
0,008·105 |
5,95 |
|
|
413 |
0,00242 |
3326 |
18,69·10-4 |
0,005·105 |
6,28 |
|
|
418 |
0,00231 |
280,4 |
18,61·10-4 |
0,006·105 |
6,45 |
|
|
423 |
0,00236 |
236,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
таблица 2.3
|
Исследуемый материал |
T,K |
|
R, Ом |
|
|
|
|
SiC |
292 |
0,0034 |
8010 |
0,96110 |
1,04 |
0,04 |
|
|
302 |
0,0033 |
5470 |
0,6564 |
1,52 |
0,42 |
|
|
313 |
0,0031 |
4680 |
0,5616 |
1,78 |
0,57 |
|
|
323 |
0,003 |
4120 |
0,4944 |
2,02 |
0,70 |
|
|
333 |
0,003 |
3580 |
0,4296 |
2,32 |
0,84 |
|
|
343 |
0,0029 |
2993 |
0,3728 |
2,56 |
0,97 |
|
|
353 |
0,0028 |
2510 |
0,3253 |
2,80 |
1,10 |
|
|
363 |
0,0027 |
1730 |
0,2764 |
2,99 |
1,23 |
|
|
373 |
0,0026 |
1340 |
0,2349 |
3,18 |
1,36 |
таблица 2.4
|
Исследуемый материал |
T,K |
|
R, Ом |
|
|
|
|
YnSb |
292 |
0,0034 |
2974 |
0,01487 |
67,2 |
4,2 |
|
|
302 |
0,0033 |
2369 |
0,0118 |
84,4 |
4,43 |
|
|
313 |
0,0031 |
2160 |
0,0108 |
92,5 |
4,52 |
|
|
323 |
0,003 |
2000 |
0,0100 |
100 |
4,60 |
|
|
333 |
0,003 |
1823 |
0,0092 |
108,3 |
4,68 |
|
|
343 |
0,0029 |
1676 |
0,0084 |
116,9 |
4,75 |
|
|
353 |
0,0028 |
1500 |
0,0076 |
125,1 |
4,82 |
|
|
363 |
0,0027 |
1280 |
0,0068 |
133,2 |
4,89 |
|
|
373 |
0,0026 |
1160 |
0,0060 |
141,7 |
4,94 |
