Nr ćwiczenia	Wyznaczanie przerwy energetycznej w półprzewodnikach z pomiaru transmisji.				Ocena przygotowania teoretycznego.
37
Nr zespołu	Nazwisko i imię					Ocena za sprawozdanie.
9	Bieszczad Paweł
Data	Wydział	Rok	Grupa			UWAGI :
07.03.2000	EAI i E	I	I

Cel ćwiczenia:

1. Wyznaczenie przerwy energetycznej półprzewodników wykorzystując pomiar transmisji.

Wiadomości teoretyczne:

Każde ciało stałe zawiera elektrony. Poziomy energetyczne elektronów w kryształach tworzą pasma energetyczne, rozdzielone obszarami energii, w których nie ma dozwolonych stanów energetycznych elektronów. Takie obszary zabronione, nazywane są przerwami energetycznymi. Wynikają one z oddziaływań fal elektronów przewodnictwa z rdzeniami jonów w krysztale.

Najwyższe pasmo całkowicie obsadzone przez elektrony w temperaturze zera bezwzględnego nazwane jest pasmem walencyjnym. Kolejne dozwolone stany o wyższej energii tworzą pasma przewodnictwa. Wartość przerwy energetycznej pomiędzy tymi pasmami określa własności optyczne oraz elektryczne danego materiału.

Przewodniki są materiałami o niecałkowicie obsadzonym paśmie podstawowym lub o zlewających się ze sobą pasmach: walencyjnym i przewodzenia. Jeżeli najwyższe zapełnione pasmo walencyjne jest oddzielone przerwą od najniższego pasma przewodnictwa to mamy do czynienia z półprzewodnikiem (przerwa energetyczna Eg<2 eV - elektrony mogą łatwo „przeskoczyć" przerwę energetyczną lub izolatorem (przerwa energetyczna Eg>2eV).

Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią.

Elektron może zwiększyć swoją energię jedynie kosztem absorbcji promieniowania elektromagnetycznego. Jeżeli na półprzewodnik padają fotony o energii wystarczającej na przeniesienie elektronu z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa to są one silnie absorbowane. Zatem w widmie absorpcyjnym półprzewodnika można wyróżnić gwałtowny wzrost współczynnika absorpcji w pobliżu energii równej szerokości przerwy energetycznej.

Chcąc określić wartość przerwy energetycznej Eg z pomiarów optycznych należy wyznaczyć wartość współczynnika absorpcji , który można wyznaczyć z pomiarów współczynnika transmisji T. Współczynnik transmisji jest stosunkiem natężenia fali elektromagnetycznej przechodzącej przez próbkę do natężenia fali padającej na próbkę.

Pomiary:

Wnioski:

---