1

AGH, Wydział Energetyki i Paliw, kierunek Energetyka
Rok 2014/2015
Inżynieria Materiałowa w Energetyce – ćwiczenia

Zajęcia 13 - zadania

Właściwości elektryczne ciał stałych – zależność przewodnictwa elektrycznego od temperatury.

Literatura:

1. Wstęp do Fizyki Ciała Stałego, C. Kittel, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999.

Rozdz. 6 Gaz Fermiego swobodnych elektronów, Rozdz. 7. Pasma energetyczne, Rozdz. 8. Kryształy
półprzewodnikowe

2. Fizyka zjawisk elektronowych w metalach i półprzewodnikach, F.J. Blatt, PWN 1973.

Rozdz. 3. Własności gazu elektronów swobodnych w stanie równowagi, Rozdz. 4. Elektrony w sieci
periodycznej

3. Materials Science and Engineering. An Introduction. W.D. Callister, John Wiley & Sons 2007.

Rozdz. 18. Electrical properties

4. Chemia Ciała Stałego, J. Dereń, J. Haber, R Pampuch, PWN 1975.

Rozdz. 3. Podstawowe pojęcia elektronowej teorii ciała stałego

Rys. 1. Zależność oporu właściwego miedzi od
temperatury.

Rys. 2. Zależność przewodnictwa
półprzewodnika samoistnego od temperatury
przedstawiona w układzie współrzędnych
Arrheniusa.

2

Tabela 1. Właściwości elektryczne wybranych półprzewodników. Podane wartości przewodnictwa odnoszą się
do temperatury 295 K.

Zadanie domowe:

1. Oblicz przewodnictwo elektryczne miedzi w temperaturze 0°C i 500°C wiedząc, że ρ

0

=

1,58·10

-8

Ω·m, a = 7,56·10

-11

Ω·m/°C.

2. Oblicz przewodnictwo elektryczne germanu w temperaturze 0°C i 500°C wiedząc, że przerwa

energetyczna germanu wynosi 0,67 eV, a stała przedwykładnicza jest równa 1,014·10

6

S/m.

3. Do jakiej wartości dąży przewodnictwo elektryczne germanu wraz ze wzrostem temperatury?

4. Korzystając z danych z Tabeli 1 oblicz przewodnictwo elektryczne niedomieszkowanego

krzemu i arsenku galu w temperaturze 80°C.

5. Korzystając z danych z Tabeli 1 oblicz, w jakiej temperaturze przewodnictwo elektryczne

niedomieszkowanego krzemu wyniesie 40 S/m.

6. Jaka jest energia aktywacji przewodnictwa elektrycznego półprzewodnika samoistnego, który

w temperaturze pokojowej posiada przewodnictwo elektryczne 1 mS/cm, a w temperaturze
500°C jego przewodnictwo elektryczne wzrasta do wartości 100 S/cm?