- •«Физика твердого тела»
- •1. Виды связей в кристаллах.
- •2. Распределение электронов в кристалле по квантовым состояниям (распределение Ферми-Дирака).
- •3. Энергия Ферми, уровень Ферми, температура Ферми (температура вырождения).
- •4. Элементы зонной теории твердых тел. Деление твердых тел на проводники, диэлектрики и полупроводники.
- •5. Классическая теория теплоемкости Дюлонга-Пти для твердых тел, трудности теории.
- •6. Фононы. Распределение фононов по квантовым состояниям (распределение Бозе-Эйнштейна).
- •7. Квантовая теория теплоемкости Дебая для твердых тел. Характеристическая температура Дебая.
- •9. Тепловое излучение тел. Энергетическая светимость, излучательная и поглощательная способности тела. Абсолютно черное тело (ачт).
- •10. Закон Кирхгофа для теплового излучения тел.
- •11. Закон Стефана-Больцмана для теплового излучения тел.
- •12. Первый закон (закон смещения) Вина. Второй закон Вина для теплового излучения тел.
- •13. Формула Рэлея-Джинса для теплового излучения тел. «Ультрафиолетовая катастрофа».
- •14. Фотоны. Распределение фотонов по квантовым состояниям (распределение Бозе-Эйнштейна). Формула Планка для теплового излучения.
- •15. Классическая и квантовая теория электропроводности металлов. Зависимость сопротивления металла от температуры. Сверхпроводимость.
- •16. Собственные полупроводники. Проводимость полупроводников и ее температурная зависимость. Терморезисторы.
- •17. Примесные полупроводники (донорные, акцепторные). Проводимость примесных полупроводников и ее температурная зависимость.
- •18. Фотопроводимость полупроводников. Красная граница фотопроводимости. Полупроводниковые фотоэлементы.
- •19. Контакт электронного и дырочного полупроводников. Полупроводниковый диод, транзистор.
- •20. Термоэлектронная эмиссия и ее практической применение. Контакт двух металлов. Термопара.
16. Собственные полупроводники. Проводимость полупроводников и ее температурная зависимость. Терморезисторы.
Собственный полупроводник или полупроводник i-типа или нелегированный полупроводник (англ. intrinsic — собственный) — это чистый полупроводник, содержание посторонних примесей в котором не превышает 10−8 … 10−9%. Концентрация дырок в нём всегда равна концентрации свободных электронов, так как она определяется не легированием, а собственными свойствами материала, а именно термически возбуждёнными носителями, излучением и собственными дефектами. Технология позволяет получать материалы с высокой степенью очистки, среди которых можно выделить непрямозонные полупроводники: Si (при комнатной температуре количество носителей ni=pi=1,4·1010 см-3), Ge (при комнатной температуре количество носителей ni=pi=2,5·1013 см-3) и прямозонный GaAs.
Терморезисторы или термисторы (ТР) - полупроводниковые резисторы с нелинейной Вольт Амперной Характеристикой (ВАХ), которые имеют явно выраженную зависимость электро сопротивления от температуры.
17. Примесные полупроводники (донорные, акцепторные). Проводимость примесных полупроводников и ее температурная зависимость.
Примесный полупроводник - это полупроводник, электрофизические свойства которого определяются, в основном, примесями других химических элементов. Процесс введения примесей в полупроводник называется легированием полупроводника, а сами примеси называют легирующими. Для равномерного распределения легирующей примеси в объеме полупроводника легирование осуществляется в процессе выращивания монокристалла полупроводника из жидкой или газообразной фазы. Локальное легирование части объема полупроводника, например, приповерхностной области, производится методом диффузии при сильном нагреве полупроводника или низкотемпературными методами ионного легирования.
Примесная проводимость полупроводников — электрическая проводимость, обусловленная наличием в полупроводнике донорных или акцепторных примесей.Примесная проводимость, как правило, намного превышает собственную, и поэтому электрические свойства полупроводников определяются типом и количеством введенных в него легирующих примесей.
18. Фотопроводимость полупроводников. Красная граница фотопроводимости. Полупроводниковые фотоэлементы.
Фотопроводимость — явление изменения электропроводности вещества при освещении.Фотопроводимость свойственна полупроводникам. Электропроводность полупроводников ограничена нехваткой носителей заряда. При поглощении фотона электрон переходит из валентной зоны в зону проводимости. Как следствие образуется пара носителей заряда: электрон в зоне проводимости и дырка в валентной зоне. Оба носителя заряда при приложении к полупроводнику напряжения создают электрический ток.
Красная» грани́ца фотоэффе́кта — минимальная частота Vmin или максимальная длина волны Hmax света, при которой еще возможен внешний фотоэффект, то есть начальная кинетическая энергия фотоэлектронов больше нуля. Частота зависит только от работы выхода электрона.
Vmin=A/h
Hmax=h*c/A