Порядок выполнения работы

1. Установить градиент температур Т=12 ⁰С и поддерживать его во всём диапазоне изменения температуры Т₁ образца. При этом Т₂>Т₁ и Т₂-Т₁=Т, а знак термоЭДС термопар V_ТП3-ТП4 не будет изменяться.

2. Измерить термоЭДС германия относительно меди V_Ge-Cu и термоЭДС германия относительно константана V_Ge-K в диапазоне температур Т₁=300-800 K. Перед каждым измерением стабилизировать температуру в течение 15 мин. Измерения и расчёты записывать в таблицы. Дифференциальный коэффициент термоЭДС германия _Ge-Cu, _Ge-K рассчитывать по формуле (1).

3. Построить графики зависимостей (T) и =f(1/T) для германия _Ge-Cu, _Ge-K. Определить тип проводимости образца.

4. На графиках отметить участки примесной и собственной проводимости.

5. Отметить участки применимости формул (11) и (12) для вычисления концентрации основных носителей заряда. Определить концентрацию основных носителей заряда при комнатной температуре.

6. В области собственной проводимости определить ширину запрещённой зоны по формуле (14).

При расчётах использовать следующие значения параметров для германия:

Таблица 1

Экспериментальные результаты

Требования и отчету

Отчет должен содержать:

1) краткие сведения по теории термоэлектрических эффектов;

2) схему измерения термоЭДС германия;

3) заполненную таблицу;

4) графики температурной зависимости и дифференциального коэффициента термоЭДС  германия относительно меди и константана;

5) определение типа основных носителей и их концентрации при комнатной температуре;

6) значение ширины запрещенной зоны германия;

7) выводы.

Контрольные вопросы

1. Механизмы возникновения термоэлектрических явлений в полупроводниках (эффекты Зеебека, Пельтье, Томсона).

2. Вычисление термоЭДС с позиции неравновесных процессов на основании кинетического уравнения Больцмана.

3. Температурная зависимость термоЭДС в примесных и собственных полупроводниках.

4. Эффект фононного увеличения. Когда он проявляется и как влияет на зависимость термоЭДС от температуры?

5. Как определить тип проводимости полупроводника по измерениям термоЭДС?

6. Определение концентрами основных носителей по температурной зависимости термоЭДС.

7. Определение ширины запрещенной зоны полупроводника с помощью температурной зависимости термоЭДС.

8. Зависимость термоЭДС от концентрации носителей.

9. Экспериментальное определение термоЭДС полупроводника.

Лабораторная работа № 5 Исследование температурной зависимости подвижности электронов и дырок в полупроводниках

Цель работы: 1) ознакомление с методом определения подвижности носителей заряда в полупроводнике; 2) определение механизмом рассеяния носителей заряда.