| № |
Условие |
Решение
|
Наличие |
| 5-356 |
Образец высокочистой меди имеет остаточное сопротивление 10-10 Ом•м, но при введении 0,1 атомного % ионов Cd2+, оно увеличивается до 5·10-10 Ом•м. Оценить, каково будет удельное сопротивление меди, если ввести 0,1 ат. % In3+ или Sn4+. Указание. При низких температурах сопротивление металла, обусловленное примесными ионами, пропорционально (DZ)2, где DZ — разница валентности примесных ионов и ионов металла.
|
под заказ |
нет |
| 5-357 |
Энергия Ферми алюминия равна 12 эВ, а его удельное сопротивление при Т = 300 К равно 3•10-8 Ом•м. Чему равна длина свободного пробега электронов проводимости и их дрейфовая скорость в поле напряженностью 1000 В/м? Атомный вес алюминия равен 27, плотность 2700 кг/м3.
|
под заказ |
нет |
| 5-358 |
Твердый водород является диэлектриком, плотность которого при нормальном давлении равна 76 кг/м3. Чтобы водород стал металлом, его энергия Ферми должна быть равной потенциалу ионизации. При каком давлении возможен переход водорода в металлическое состояние? Какой плотности это соответствует?
|
под заказ |
нет |
| 5-359 |
Современная технология позволяет методом молекулярной эпитаксии наносить на диэлектрическую подложку металлические проводники шириной d в несколько нанометров. Электроны движутся в таких проводниках практически без рассеяния и поэтому они фактически являются волноводами для электронных волн, и поэтому даже при Т = 0 К проводимость мостика при достаточно малой концентрации электронов оказывается равной нулю. Начиная с каких значений поверхностной плотности электронов n сопротивление такого мостик |
|
картинка |
| 5-360 |
При сближении атомов возможен туннельный переход наружных электронов из одного атома в другой, что приводит к уширению уровней (образованию зон в твердом теле). Считая, что электрон находится в прямоугольной потенциальной яме шириной а = 2rБ ~ 1А на глубине, равной энергии ионизации U0 = 10 эВ, а ширина барьера d равна среднему расстоянию между атомами, оценить энергетическое уширение в кристалле с d = 1 А.
|
|
картинка |
| 5-361 |
Ширина запрещенной зоны полупроводника равна 1 эВ. Какова вероятность заполнения электроном уровня вблизи дна зоны проводимости при температуре 290 К? Увеличится ли эта вероятность, если на полупроводник действует электромагнитное излучение с длиной волны 1,0 мкм; 2,0 мкм?
|
под заказ |
нет |
| 5-362 |
Хотя для простых собственных полупроводников энергия Ферми практически не зависит от температуры, небольшой по величине поправочный член надо вводить. Покажите, что энергия Ферми может быть записана в виде ЕF = (Ес + Ev) + аТ, где Ес и Ev энергии дна зоны проводимости и потолка валентной зоны соответственно, а а — константа. Предположите, что плотности состояний в полосах разрешенных значений энергии электронов имеют зависимость А(Е - Ес)1/2 и В(Е - Еv)1/2 соответственно. (БЕЗ ОТВЕТА и БЕЗ РЕШ |
под заказ |
нет |
| 5-363 |
В образце очень чистого германия край непрерывного оптического поглощения при Т = 300 К соответствует l-1 = 5,5 х 105 м-1. Оцените, насколько надо увеличить температуру, чтобы при этом электропроводность возросла на 20%.
|
под заказ |
нет |
| 5-364 |
Найти минимальную энергию, необходимую для образования пары электрон-дырка в кристалле GaAs, если его электропроводность изменяется в 10 раз при изменении температуры от +20 до -3°С.
|
под заказ |
нет |
| 5-365 |
В образец кремния внесено 10-4 атомных процентов атомов фосфора (доноров), которые при комнатной температуре оказываются все однократно ионизованными. Измерения подвижности электронов показали, что она составляет 0,15 м2/(В•с). Рассчитайте, каково собственное удельное сопротивление кремния. Плотность кремния равна 2300 кг/м3, его атомный вес равен 28.
|
под заказ |
нет |
| 5-366 |
Образец германия n-типа содержит 1023 ионизованных доноров в 1 м3. Оценить отношение сопротивления этого образца при комнатной температуре к сопротивлению германия высокой чистоты.
|
под заказ |
нет |
| 5-367 |
В антимониде индия эффективная масса электрона примерно равна 0,01 массы электрона, а диэлектрическая постоянная равна 17. Оценить энергию ионизации донорных атомов и радиус электронной орбиты.
|
под заказ |
нет |
| 5-368 |
Полупроводник допирован как донорньми атомами (1022 м-3), так акцепторными (5·1021 м-3), причем их энергетические уровни расположены на расстоянии 10-2 эВ от потолка и дна запрещенной зоны соответственно. Подвижность носителей равна 0,2 м2/(В•с). Каково сопротивление этого образца при температуре 20 К? Указание. Когда в полупроводнике имеется как n- так и р-типа примеси происходит так называемый эффект компенсации, т.е. доноры ионизуют акцепторы и тем самым уменьшается их эффективное число. |
под заказ |
нет |
| 5-369 |
Полупроводниковый кристалл объемом 1 мм3 дотирован 1022 атомами донора в 1 м3, чтобы его можно было использовать в качестве детектора инфракрасного излучения с величиной l = 104 м-1 за счет переброса носителей через щель величиной 10-2 эВ. Время жизни носителей равна 10-2 с, детектор охлаждается до 4 К. Оценить, во сколько раз изменится сопротивление полупроводника при облучении его мощностью 10-2 Вт. Считать, что в детекторе падающее излучение полностью поглощается.
|
под заказ |
нет |
| 5-370 |
Красная граница внешнего фотоэффекта сурьмяно-цезиевого фотокатода (при очень низкой температуре) соответствует l1 = 0,65 мкм, а красная граница фотопроводимости — l2 = 2,07 мкм. Определить в эВ положение дна зоны проводимости данного полупроводника относительно вакуума.
|
под заказ |
нет |
| 5-371 |
Ширина запрещенной зоны у германия равна 0,7 эВ. Насколько изменяется концентрация свободных носителей при увеличении температуры от комнатной (27°С) до 50°С?
|
|
картинка |
| 5-372 |
Удельное сопротивление чистого кремния при комнатной температуре равно 1000 Ом•м, ширина запрещенной зоны D = 1,1 эВ. Предполагая, что эффективные плотности состояний и подвижности носителей не зависят от температуры, найти величину сопротивления кремния при температуре 50°С.
|
|
картинка |
| 5-373 |
Оценить отношение электронной теплоемкости чистого германия к его решеточной теплоемкости при температуре 1000 К. Считать, что концентрация электронов проводимости ne = 1,5•1024 м-3, ширина запрещенной зоны D = 0,7 эВ, дебаевская температура Q = 540 К, плотность атомов N = 5•1028 м-3.
|
|
картинка |
| 5-374 |
Длинноволновый край полосы поглощения чистого германия лежит вблизи длины волны l0 = 19 мкм. Оценить отсюда ширину запрещенной зоны германия (в эВ).
|
под заказ |
нет |
| 5-375 |
Германиевое фотосопротивление освещают монохроматическим излучением, равномерно поглощаемом во всем объеме. Удельное сопротивление образца равно 45 Ом•см, концентрация электронов и дырок повышается вследствие освещения на 1017 м-3. Подвижности электронов и дырок равны me = 0,38 м2/(В•с) и mp = 0,18 м2/(В•с). Каково относительное изменение электропроводности пластинки германия?
|
под заказ |
нет |
| 5-376 |
Найти минимальную энергию, необходимую для образования пары электрон-дырка в чистом теллуре, если известно, что его электропроводность возрастает в h = 5,2 раза при увеличении температуры от Т1 = 300 К до Т2 = 400 К.
|
под заказ |
нет |
| 5-377 |
Вычислить удельное сопротивление полупроводника n-типа при температуре Т = 50 К, если известно, что концентрация донорных атомов n = 5•1023 м-3, энергия их активации Еd = 0,1 эВ, подвижность электронов b = 0,05 м2/(В•с).
|
под заказ |
нет |
| 5-378 |
(р-n)-переход изготовлен из материала, характеризующегося при температуре Т = 300 К концентрацией собственных носителей ni = 2·1017 м-3. Концентрации доноров и акцепторов по обе стороны перехода одинаковы равны n = 6•1023 м-3. Определить величину потенциального барьера на переходе.
|
|
картинка |
| 5-379 |
При комнатной температуре и при прямом смещении 0,15 В через (р-n)-переход течет ток I = 1,66 мА. Какой ток пойдет через переход при обратном смещении?
|
под заказ |
нет |
| 5-380 |
При приложении к полупроводниковому диоду обратного смещения ток через диод обладает свойством насыщения. Каков механизм возникновения этого тока? Как изменится ток насыщения при понижении температуры от 20 до 0°С? Диод изготовлен из материала с шириной запрещенной зоны Еg = 0,7 эВ.
|
|
картинка |
| 5-381 |
Сопротивление (р-n)-перехода при малых напряжениях R = 400 Ом, а площадь S = 0,5 см2. Оценить максимальную плотность обратного тока (тока насыщения) при температуре Т = 300 К.
|
|
картинка |
| 5-382 |
Оценить, при какой температуре начнет исчезать эффект выпрямления в полупроводниковом диоде, у которого ширина запрещенной зоны Eg = 1 эВ, концентрации примесей по обе стороны перехода nпр = 1023 м-3, а концентрация свободных носителей при температуре Т0 = 300 К равна ni = 2•1017 м-3.
|
|
картинка |
| 5-383 |
Холловский датчик для измерения магнитного поля изготовлен в виде кубика, подвижность носителей равна 0,5 м2/(В•с). Какое должно быть приложено напряжение, чтобы в поле 10-4 Тл холловская разность потенциалов была равна 1 мВ?
|
под заказ |
нет |
| 5-384 |
Вычислить величину ЭДС Холла, возникающую при пропускании тока 100 мА через пластинку из металлического натрия в поле 0,1 Тл. Ширина образца, вдоль которой измеряется холловское напряжение и перпендикулярно которой приложено магнитное поле, равна l = 1 мм. Решетка Na — объемноцентрированный куб со стороной 4,28 А.
|
под заказ |
нет |
| 5-385 |
Вычислить удельную проводимость кристалла кремния, если константа Холла для него RH = -2,7•10-4 м3/Кл.
|
под заказ |
нет |
