lab2, wyznaczanie przerwy energ met termiczna 99, SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM


SPRAWOZDANIE Z LABORATORIUM

Z FIZYKI

TEMAT

Wyznaczanie szerokości przerwy energetycznej metodą termiczną

INFORMATYKA GR. 5, SEKCJA 2

PLEWA ŁUKASZ

STYŁA ROBERT

ŚLOSARCZYK PRZEMYSŁAW

1.Wstęp teoretyczny.

Przewodnictwo elektryczne półprzewodników związane jest z ruchem elektronów w paśmie przewodnictwa i okien w paśmie walencyjnym. W niskich temperaturach pasmo przewodnictwa jest całkowicie pozbawione elektronów, zaś pasmo walencyjne jest nimi całkowicie zapełnione. W wyższych temperaturach energia ruchu cieplnego pewnej ilości elektronów przekracza wartość przerwy energetycznej i elektrony te przechodzą do pasma przewodnictwa. Ilość takich elektronów rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Koncentracja elektronów w paśmie przewodnictwa (n) i dziur w paśmie walencyjnym (p) zależna jest od stosunku T/Δgdzie ΔE jest energią aktywacji zależną od rodzaju materiału i stopnia domieszkowania półprzewodnika. Zależność tę opisują równania:

gdzie k - stała Boltzmana, T - temperatura w skali bezwzględnej.

Dla półprzewodnika samoistnego energie aktywacji i dziur są jednakowe i równe połowie szerokości przerwy energetycznej. Związek między przewodnictwem elektrycznym półprzewodnika a temperaturą można wyrazić równaniem:

gdzie ΔE jest odpowiednią dla danego półprzewodnika energią aktywacji. Ponadto z powyższego równania wynika, że:

co oznacza, że wykres powyższej zależności dla półprzewodnika powinien być linią prostą, której nachylenie zależy od wielkości energii aktywacji.

2.Wyniki pomiarów, wykresy

Temperatura [°C]

Opór podczas ogrzewania[kΩ]

Opór podczas chłodzenia [kΩ]

23

13,5

-

26

-

11,8

30

9,9

10,3

40

6,76

7,45

50

4,6

5,33

60

3,2

3,84

70

2,26

2,83

80

1,65

2,1

90

1,2

1,57

100

0,88

1,19

110

0,64

0,937

120

0,49

0,728

130

0,401

0,573

140

0,311

0,46

150

0,245

0,365

160

0,196

0,296

170

0,158

0,238

180

0,129

0,195

190

0,105

0,105

Powyższe dane zostały przekształcone w żądany sposób tzn. temperatura została zamieniona na skale Kelwina i wyznaczono jej odwrotność a opór został zlogarytmowany. Dane te zostały naniesione na wykresy:

0x08 graphic
Wykres zależności podczas ogrzewania.

0x08 graphic

Wykres zależności podczas schładzania.

3. Obliczenia

Możemy wyznaczyć równania prostych metodą regresji liniowej.

y = ax + b

Dla pomiarów dokonanych przy wzroście temperatury :

a = 4010   [ K ]

b = -6,283 ,

natomiast dla pomiarów przy spadku temperatury :

a = 3653     

b = -5,037 0,075

Przerwę energetyczną wyliczamy ze wzoru :

E = ka

gdzie k - stała Boltzmana k=1,38*10-23 [J/K]

Przy ogrzewaniu:

E = 1,38 * 10-23 *4010

E = 5,533 * 10-20 [J]

E = 0,3458 [eV] (1[J] = 0,625 * 1020 eV)

błąd :

(E) = k* a

(E) = 1,38 * 10-23 * 16

(E) = 0,022 * 10-20 [J]

(E) = 0,0013 [eV]

Przy schładzaniu:

E = 1,38 * 10-23 *3653

E = 5,041 * 10-20 [J]

E = 0,3150 [eV]

błąd :

(E) = k* a

(E) = 1,38 * 10-23 * 27

(E) = 0,037 * 10-20 [J]

(E) = 0,0023 [eV]

4. Wnioski.

W wyniku przeprowadzenia doświadczenia wyznaczona została szerokość przerwy energetycznej. W związku z tym, że wyniki pomiarów wykonanych przy podgrzewaniu i chłodzeniu termistora różniły się między sobą, zostały one uśrednione arytmetycznie:

E = ( 5,287 0,029 )* 10-20 [J]

E = 0,3304 0,0018 [eV]

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
lab2 ~$znaczanie przerwy energ met termiczna?
Wyznaczanie szerokości przerwy energetycznej metodą termiczną, Polibuda, Fiza, Fizyka sprawozdania (
laborka37, Labolatoria fizyka-sprawozdania, !!!LABORKI - sprawozdania, Lab, !!!LABORKI - sprawozdani
Wyznaczanie szerokości przerwy energetycznej metodą termiczną, PRZERWAE, Wydzia˙: AEI
Wyznaczanie współczynnika załamania, Pollub MiBM, fizyka sprawozdania
kospekt12, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, 12 Wyznaczanie
Atom- Wyznaczanie stałej Plancka i pracy wyjścia elektronów(1), Sprawozdania - Fizyka
Wyznaczanie gęstości cieczy, Pollub MiBM, fizyka sprawozdania
Wyznaczanie stałej Planca z wykorzystaniem zjawiska fotoelektrycznego, Sprawozdania
Wyznaczanie wspólczynnika załamania za pomocą refraktometru, Sprawolki
Pomiar napięć okres zmiennych met analog przetw, Sprawolki
Wyznaczanie gęstości za pomocą piometru, STUDIA, sprawozdania, Fizyka
Cw 11 - Wyznaczenie współczynnika rozszerzalności liniowej ciał stałych, Sprawozdania fizyka

więcej podobnych podstron