Puslaidininkio integralinio fotolaidumo nustatymas

Laboratorinis darbas Nr.24 Puslaidininkio Integralinio Fotolaidumo Tyrimas Tikslas: gauti fotosrovės priklausomybę nuo apšvietimo; apskaičiuoti integralinį ir specifinį fotovaržos jautrius. Priemonės: fotovarža, srovės šaltinis, mikroampermetras, votmetras, liniuotė, liuksometras. Darbo metodika ir pagrindinės formulės Elektronų sužadinimas šviesos kvantais(fotonais) iš valentinės juostos į laidumo juostą ar į priemaišinius lygmenis, arba iš priemaišinių lygmenų į laidumo juostą vadinimas vidiniu fotoefektu. Dėl to susidaręs papildomas elektrinis laidumas vadinimas fotolaidumu. Elektromagnetinio sužadinimo metu visą fotono energiją sugeria elektronas, todel, skirtingai nuo šiluminio sužadinimo, kuris yra statistikinio pobūdžio ir vyskta easnt bet kokiai temperatūrai T>0, fotoninis sužadinimas vyks tik tada, kai fotono energija hν∆ (savasis fotolaidumas). Perteklinė fotono energija (hν-∆E) pereina į laidumo juostos elektrono kinetinę energiją, kurios jis netenka susidūrimo su atomais metu. Mažiausias fotono, sukeliančio vidinį fotoefektą, dažnis vadinamas fotolaidumo raudonają riba. Visi galimi elektronų sužadinimai pavaizduoti 1 pav: 1 pav. A – sužadinamas iš valentinės juostos į laidumo juostą. B – sužadinamas iš donorinių lygmenų į laidumo juostą. C – sužadinamas iš valentinės juostos į akceptorinius lygmenis. Integralinis fotovaržos jautriu vadinamas dydis, skaitmeniškai lygus srovei, kuri susidaro krintant šviesos srauto vienetui statmenai fotovaržos paviršiui, sudarius tam tikrą įtampą: i – fotosrovės stipris (µA) Φ – į fotovaržą krintančios šviesos srautas (lm) k – integralinis jautris (µA/ln) S – fotovaržos plotas (m2) E – apšvietimas(lx) γ – specifinis jautris(µA/ln·V) U - įtampa (V) 1 – šviesos šaltinis 2 – fotovarža 3 – mikroampermetras 4 – voltmetras 5 – įtampos daliklis 6 – įtampos šaltinis 7 - liniuotė 2 pav. „Eksperimento principinė Schema“ BANDYMO EIGA: 1) Patikriname 2 pav. Pavaizduotą elektrinę grandinę. 2) Išmatuojame fotosrovės priklausomybę nuo apšviestumo. Matavimus atliekame trimis fotovaržos darbinės įtampos didumams (nurodo dėstytojas). Apšviestumą keičiame, keisdami šviesos šaltinio nuotolį nuo fotovaržos. 3) Prie tų atstumų, kuriems išmatavome fotosroves, liuksmetru išmatuojame apšviestumo didumus. 4) Nubrėžiame fotosrovės priklausomybes nuo apšviestumo grafikus i=f(E) prie skirtingų įtampų Ui. 2 lentelė „Duomenys, gauti skaičiuojant su 5 V įtampa“ Nr. U,V r,m E,lx i,µA Φ,lm K,µA/ln γ, µA/ln·V 1. 5 0,15 19 1000 0,00057 1754385 350877 2. 5 0,20 13 760 0,00039 1948718 389743,6 3. 5 0,25 9 590 0,00027 2185185 437037 4. 5 0,30 6,5 480 0,000195 2461538 492307,6 5. 5 0,35 4,5 400 0,000135 2962963 592592,6 6. 5 0,40 4 340 0,00012 2833333 566666,6 3 lentelė „Duomenys gauti skaičiuojant su 8 V įtampa“ Nr. U,V r,m E,lx i,µA Φ,lm K,µA/ln γ, µA/ln·V 1. 8 0,23 10,5 1000 0,000315 3174603 396825,38 2. 8 0,28 7 800 0,00021 3809523 476190,38 3. 8 0,33 5,5 690 0,000165 4181818 522727,25 4. 8 0,38 3,5 560 0,000105 5333333 666666,63 5. 8 0,43 2,5 500 0,000075 6666667 833333,38 6. 8 0,48 2,4 410 0,000072 5694444 711805,5 4 lentelė „Duomenys gauti skaičiuojant su 10 V įtampa“ Nr. U,V r,m E,lx i,µA Φ,lm K,µA/ln γ, µA/ln·V 1. 10 0,27 7 1000 0,00021 4761905 476190,5 2. 10 0,32 5 810 0,00015 5400000 540000 3. 10 0,37 4,5 700 0,000135 5254259 525425,9 4. 10 0,42 4 610 0,00012 5083333 508333,3 5. 10 0,47 3,5 560 0,000105 5333333 533333,3 6. 10 0,52 3 500 0,00009 5555556 555555,6 5) Apskaičiuojame integralinės fotovaržos jautrius ir nubrėžiame priklausomybes i = f(E) prie skirtingu itampų Ui: U1=5V U2=8V U3=10V 3 Pav. „Fotosrovės priklausomybė nuo apšviestumo“ 6) „Apskaičiuojame integralinės fotovaržos jautrius ir nubrėžiame priklausomybes k = f(E) prie skirtingų įtampų Ui: U1=5V U2=8V U3=10V 7) Apskaičiuojame specifinį fotovaržos jautrį visoms trims darbinėms įtampoms. Duomenys surašyti lentelėje. IŠVADOS: Darydamas šį laboratorinį darbą, susipažinau su puslaidininkiais. Atlikdamas laboratorinį darbą nustačiau, jog priklausomybės yra netiesiškos ir didinant apšviestumą, didėja i, bet mažėja k ir gama. Literatūra: N.Astrauskienė ir kt. „Elektromagnetizmas. Banginė ir Kvantinė Optika. Atomo, Branduolio ir Puslaidininkių Fizika“ V., „Technika“ 1997 p. 98-100

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!