WFiIS	1. Dominik Kućma 2. Adam Skorek		Rok 2	Grupa : 2	Zespół: 11
Pracownia Fizyczna 2	Temat: Krawędź absorpcji				Nr ćw. 126
Data wykonania: 28.03.2007	Data oddania: 4.04.2007	Zwrot do poprawy:	Data oddania:	Data zaliczenia:	OCENA:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było wyznaczenie przerwy energetycznej półprzewodników przez pomiar współczynnika absorpcji światła w funkcji długości fali.

2. Przebieg ćwiczenia

W ćwiczeniu używaliśmy spektrofotometru cyfrowego Specol 11. Wykonaliśmy 2 serie pomiarów dla jednej próbki. Pomiar wykonywaliśmy co 5 nm, badając długości fali z przedziału 380 -700 nm najpierw zaczynając do 380 nm zwiększając długość fali co 5 nm, potem powrotem, od 700 nm zmniejszając co 5 nm aż do osiągnięcia początkowej wartości 380 nm. Odczytywaliśmy długość fali λ [nm] oraz procentową wartość współczynnika transmisji T. Wyniki umieściliśmy w tabeli w punkcie 3. Wartość graniczną energii wyznaczyliśmy stosując metodę najmniejszych kwadratów dla prostoliniowego odcinka wykresu.

3. Opracowanie danych

Wartości w tabelach przeliczaliśmy używając wzorów:

1. pomiar

λ [nm]	E [J]	E [eV]	T [%]	1/T	[E*ln(1/T)]^2
380	5,23E-19	3,26	1,8	55,556	171,78
385	5,16E-19	3,22	2,0	50,000	158,68
390	5,09E-19	3,18	2,2	45,455	147,20
395	5,03E-19	3,14	2,7	37,037	128,51
400	4,97E-19	3,10	3,4	29,412	109,83
405	4,90E-19	3,06	4,5	22,222	90,11
410	4,84E-19	3,02	6,1	16,393	71,52
415	4,79E-19	2,99	8,0	12,500	56,93
420	4,73E-19	2,95	10,2	9,804	45,40
425	4,67E-19	2,92	12,5	8,000	36,79
430	4,62E-19	2,88	15,1	6,623	29,71
435	4,57E-19	2,85	18,0	5,556	23,88
440	4,51E-19	2,82	21,4	4,673	18,87
445	4,46E-19	2,79	25,1	3,984	14,83
450	4,41E-19	2,75	29,5	3,390	11,31
455	4,37E-19	2,72	33,9	2,950	8,69
460	4,32E-19	2,70	37,7	2,653	6,91
465	4,27E-19	2,67	40,3	2,481	5,87
470	4,23E-19	2,64	42,3	2,364	5,15
475	4,18E-19	2,61	44,3	2,257	4,52
480	4,14E-19	2,58	46,7	2,141	3,87
485	4,10E-19	2,56	49,7	2,012	3,19
490	4,05E-19	2,53	54,1	1,848	2,42
495	4,01E-19	2,50	58,8	1,701	1,77
500	3,97E-19	2,48	63,7	1,570	1,25
505	3,93E-19	2,45	67,9	1,473	0,90
510	3,89E-19	2,43	70,0	1,429	0,75
515	3,86E-19	2,41	70,6	1,416	0,70
520	3,82E-19	2,38	69,3	1,443	0,76
525	3,78E-19	2,36	68,7	1,456	0,79
530	3,75E-19	2,34	67,3	1,486	0,86
535	3,71E-19	2,32	66,4	1,506	0,90
540	3,68E-19	2,30	67,5	1,481	0,81
545	3,64E-19	2,27	68,9	1,451	0,72
550	3,61E-19	2,25	71,5	1,399	0,57
555	3,58E-19	2,23	75,1	1,332	0,41
560	3,55E-19	2,21	78,3	1,277	0,29
565	3,52E-19	2,19	81,6	1,225	0,20
570	3,48E-19	2,17	78,3	1,277	0,28
575	3,45E-19	2,16	85,9	1,164	0,11
580	3,42E-19	2,14	86,3	1,159	0,10
585	3,40E-19	2,12	85,1	1,175	0,12
590	3,37E-19	2,10	83,4	1,199	0,15
595	3,34E-19	2,08	81,1	1,233	0,19
600	3,31E-19	2,07	78,8	1,269	0,24
605	3,28E-19	2,05	76,2	1,312	0,31
610	3,26E-19	2,03	74,5	1,342	0,36
615	3,23E-19	2,02	73,0	1,370	0,40
620	3,20E-19	2,00	72,4	1,381	0,42
625	3,18E-19	1,98	72,2	1,385	0,42
630	3,15E-19	1,97	72,5	1,379	0,40
635	3,13E-19	1,95	73,4	1,362	0,36
640	3,10E-19	1,94	74,6	1,340	0,32
645	3,08E-19	1,92	76,0	1,316	0,28
650	3,06E-19	1,91	77,0	1,299	0,25
655	3,03E-19	1,89	79,1	1,264	0,20
660	3,01E-19	1,88	80,3	1,245	0,17
665	2,99E-19	1,86	79,3	1,261	0,19
670	2,96E-19	1,85	81,8	1,222	0,14
675	2,94E-19	1,84	81,4	1,229	0,14
680	2,92E-19	1,82	79,0	1,266	0,18
685	2,90E-19	1,81	77,4	1,292	0,21
690	2,88E-19	1,80	76,5	1,307	0,23
695	2,86E-19	1,78	77,4	1,292	0,21
700	2,84E-19	1,77	73,0	1,370	0,31

2.pomiar

λ [nm]	E [J]	E [eV]	T [%]	1/T	[E*ln(1/T)]^2
700	2,84E-19	1,77	75,7	1,321	0,24
695	2,86E-19	1,78	76,6	1,305	0,23
690	2,88E-19	1,80	76,6	1,305	0,23
685	2,90E-19	1,81	80,2	1,247	0,16
680	2,92E-19	1,82	81,1	1,233	0,15
675	2,94E-19	1,84	81,7	1,224	0,14
670	2,96E-19	1,85	81,8	1,222	0,14
665	2,99E-19	1,86	81,5	1,227	0,15
660	3,01E-19	1,88	80,5	1,242	0,17
655	3,03E-19	1,89	91,1	1,098	0,03
650	3,06E-19	1,91	77,8	1,285	0,23
645	3,08E-19	1,92	76,6	1,305	0,26
640	3,10E-19	1,94	74,6	1,340	0,32
635	3,13E-19	1,95	73,4	1,362	0,36
630	3,15E-19	1,97	72,6	1,377	0,40
625	3,18E-19	1,98	72,0	1,389	0,42
620	3,20E-19	2,00	72,4	1,381	0,42
615	3,23E-19	2,02	72,8	1,374	0,41
610	3,26E-19	2,03	74,4	1,344	0,36
605	3,28E-19	2,05	76,4	1,309	0,30
600	3,31E-19	2,07	78,3	1,277	0,26
595	3,34E-19	2,08	81,2	1,232	0,19
590	3,37E-19	2,10	83,2	1,202	0,15
585	3,40E-19	2,12	85,3	1,172	0,11
580	3,42E-19	2,14	86,1	1,161	0,10
575	3,45E-19	2,16	86,1	1,161	0,10
570	3,48E-19	2,17	84,4	1,185	0,14
565	3,52E-19	2,19	81,7	1,224	0,20
560	3,55E-19	2,21	78,6	1,272	0,28
555	3,58E-19	2,23	71,4	1,401	0,57
550	3,61E-19	2,25	69,0	1,449	0,70
545	3,64E-19	2,27	67,4	1,484	0,81
540	3,68E-19	2,30	67,4	1,484	0,82
535	3,71E-19	2,32	66,4	1,506	0,90
530	3,75E-19	2,34	67,1	1,490	0,87
525	3,78E-19	2,36	68,1	1,468	0,82
520	3,82E-19	2,38	69,2	1,445	0,77
515	3,86E-19	2,41	70,2	1,425	0,73
510	3,89E-19	2,43	70,0	1,429	0,75
505	3,93E-19	2,45	67,8	1,475	0,91
500	3,97E-19	2,48	64,3	1,555	1,20
495	4,01E-19	2,50	59,3	1,686	1,71
490	4,05E-19	2,53	54,3	1,842	2,39
485	4,10E-19	2,56	50,3	1,988	3,09
480	4,14E-19	2,58	46,7	2,141	3,87
475	4,18E-19	2,61	44,1	2,268	4,57
470	4,23E-19	2,64	42,3	2,364	5,15
465	4,27E-19	2,67	40,3	2,481	5,87
460	4,32E-19	2,70	37,7	2,653	6,91
455	4,37E-19	2,72	34,1	2,933	8,59
450	4,41E-19	2,75	29,9	3,344	11,06
445	4,46E-19	2,79	25,1	3,984	14,83
440	4,51E-19	2,82	21,5	4,651	18,76
435	4,57E-19	2,85	18,4	5,435	23,28
430	4,62E-19	2,88	15,8	6,329	28,30
425	4,67E-19	2,92	12,7	7,874	36,23
420	4,73E-19	2,95	10,3	9,709	45,02
415	4,79E-19	2,99	8,1	12,346	56,37
410	4,84E-19	3,02	6,0	16,667	72,37
405	4,90E-19	3,06	4,5	22,222	90,11
400	4,97E-19	3,10	3,5	28,571	107,96
395	5,03E-19	3,14	2,7	37,037	128,51
390	5,09E-19	3,18	2,2	45,455	147,20
385	5,16E-19	3,22	2,0	50,000	158,68
380	5,23E-19	3,26	2,0	50,000	162,89

Na podstawie danych z tabel możemy wykreślić następujące wykresy:

1 pomiar:

2 pomiar:

Z wykresów odczytujemy wartości energii granicznej z obu pomiarów:

I pomiar: E_g = 28,6 ± 0,2 eV

II pomiar: E_g = 28,4 ± 0,2eV

4. Wnioski

Wyznaczenie przerwy energetycznej dla cienkiej warstwy półprzewodnika metodą pomiaru współczynnika absorpcji światła daje wyniki obdarzone sporą dokładnością. Zastosowanie cyfrowego spektrofotometru Specol 11 pozwoliło nam na minimalizację błędów odczytu oraz sprawiło, iż samo wykonanie ćwiczenia sprowadziło się do prostego, praktycznie całkowicie zautomatyzowanego pomiaru. Ćwiczenie uznajemy za poprawnie wykonane.

---