ИДЗ / ИДЗ7_ФОИИ

Министерство НАУКИ И ВЫСШЕГО образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Инженерная школа новых

производственных технологий

Отделение материаловедения

Направление 12.03.02 «Оптотехника»

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 7

Вариант 6

по дисциплине:

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЙ

Исполнитель:
студент группы	4В01		Деньгуб А.Р.
Руководитель:
преподаватель			Штанько В. Ф.

Томск - 2023

Задание

1. Найти положение уровня Ферми и температурную зависимость концентрации электронов и дырок в собственном полупроводнике при изменении температуры в интервале 0-300 K. Построить графики.

2. Рассчитать и построить зависимость концентрации электронов в том же интервале температур если E_g(T)=E_g(0) - ξT, N_d=5·10¹⁸ см^-3, N_c≈2,5·10¹⁹ см^-3, N_v=2,3 N_c

Решение

1) Найти положение уровня Ферми и температурную зависимость концентрации электронов и дырок в собственном полупроводнике при изменении температуры в интервале 0-300 K. Построить графики.

Данные для расчета:

Вариант	Е g (0)	m p * / m n *		m n *	 E d
6	2,2	1,6	2,5	0,45	0,015

по условию, следовательно, .

n	Т
8,54E-151	30
2,01E-66	60
3,47E-38	90
5,18E-24	120
1,79E-15	150
9,24E-10	180
1,15E-05	210
1,40E-02	240
3,58E+00	270
3,07E+02	300

Рис. 1. Зависимость концентрации от температуры

2) Рассчитать и построить зависимость концентрации электронов в том же интервале температур если E_g(T)=E_g(0) - ξT, N_d=5·10¹⁸ см^-3, N_c≈2,5·10¹⁹ см^-3, N_v=2,3 N_c

С учетом введенных изменений концентрация зависит от температуры следующим образом:

n	Т
3,81E-146	30
8,99E-62	60
1,56E-33	90
2,32E-19	120
8,01E-11	150
4,14E-05	180
5,18E-01	210
6,28E+02	240
1,61E+05	270
1,38E+07	300

Рис. 2. Зависимость концентрации от температуры с измененными условиями

Вывод: определили положение уровня Ферми и построили зависимость концентрации электронов и дырок в собственном полупроводнике при изменении температуры в заданном промежутке. Видим, что при изменении условий задания приращение концентрации при увеличении температуры происходит с большей скоростью.