Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ (КПІ)
КАФЕДРА МІКРОЕЛЕКТРОНІКИ ФЕЛ
Лабораторна робота № 2
“Оптичні властивості твердих тіл”
з Курс “ФІЗИКА твердого тіла”
Виконали:
стеденти 2 курсу
ФЕЛ бригада №1:
асаулов м.
коваленко о.
цимбалюк а.
КИЇВ 2010
МЕТА РОБОТИ
Мета роботи - дослідження спектра фундаментального і домішкового поглинання, визначення ширини забороненої зони і глибини залягання домішок.
ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ
1. Вивчити основні характеристики і механізми поглинання світла.
2. За допомогою монохроматора визначити спектр поглинання зразків напівпровідника. Зразок № 6 SiC.
3. Розрахунковим шляхом визначити ширину забороненої зони і глибину залягання домішок, якщо вони виявлені.
4. Порівняти отримане значення ширини забороненої зони з відомим із літературних джерел.
5. Підготувати відповіді на контрольні питання.
Таблиця
Основні характеристики матеріалів
|
№ |
Речовина |
ΔΕ0 eV |
λk μm |
Товщина mm |
Стуктура |
Діапазон α0 |
|
1 |
GaP |
2,24 |
0,55 |
0.6 |
Сфалерита |
800 2300 |
|
2 |
SiC |
2,6 |
0,48 |
0,97 |
Гексагонал. |
400 2400 |
|
3 |
SiC |
2,8 |
0,44 |
0,52 |
Гексагонал. |
400 2400 |
|
4 |
2,1 |
0,6 |
0,67 |
1000 2400 |
||
|
5 |
2,1 |
0,6 |
0,67 |
1000 2400 |
||
|
6 |
SiC |
2,8 |
0,44 |
1,0 |
Гексагонал. |
400 2400 |
|
7 |
GaP |
2,24 |
0,55 |
0.52 |
Сфалерита |
800 2300 |
|
8 |
GaAs |
1,35 |
0,92 |
0,48 |
Сфалерита |
2000 3000 |
|
9 |
Si |
1,12 |
1,1 |
0,6.10-3 |
KHC |
2000 3100 |
|
10 |
Al2O3 |
>5,0 |
- |
0,58 |
Сапфір |
2000 3100 |
|
11 |
InP |
1,26 |
0,98 |
1,58 |
Сфалерита |
2000 3000 |
|
12 |
GaAs |
1,35 |
0,92 |
0,52 |
Сфалерита |
2000 3000 |
4.Таблиця результатів вимірювання
Зразок №6
|
Поділки барабана барабана |
hν,eB
|
U λ (0), мВ |
Uλ(d),мВ |
ln((U λ (0)/ Uλ (d))
|
|
400 |
2.96 |
76 |
- |
- |
|
600 |
2.87 |
170 |
19 |
2.19 |
|
800 |
2.76 |
400 |
66 |
1.8 |
|
1000 |
2.7 |
860 |
175 |
1.59 |
|
1200 |
2.61 |
1900 |
400 |
1.55 |
|
1400 |
2.51 |
4000 |
830 |
1.57 |
|
1600 |
2.39 |
8400 |
1400 |
1.79 |
|
1800 |
2.24 |
17000 |
1650 |
2.33 |
|
2000 |
2.1 |
34000 |
2800 |
2.49 |
|
2150 |
1.97 |
64000 |
8000 |
2.07 |
|
2250 |
1.87 |
93000 |
1350 |
1.92 |
|
2400 |
1.7 |
162000 |
27000 |
1.79 |
=((2.61 - 2.8)/ 2.61)*100%=-4.8%.
З гфіка видно що домішкова смуга поглинання становить: =2.1
та край поглинання =2.61
|
Ширина забороненої зони, eV |
Ширина забороненої зони , eV |
Похибка, % |
|
2.61 |
2.8 |
-4.8 |
3. Технічні засоби визначення спектра поглинання
Функціональна схема вимірювального стенда показана на мал.1. Основу його складає монохроматор УМ-2, що містить джерело світла 1, конденсор 2, регульовану вхідну щілину 3, диспергуючу призму з механізмом її повороту 4 і відліковим пристроєм кута повороту 8, вихідну щілину 5.
Вхідна щілина дозволяє встановлювати загальну інтенсивність світлового потоку відповідно до можливостей джерела світла, фотоприймача 7 і вимірювального приладу.
Вихідна щілина визначає монохроматичность потоку й у даній роботі встановлена фіксованою 0,3 мм.
Градуювання пристрою у довжинах хвиль виконано по 8 каліброваним лініям спектра випромінювання парів ртуті в газорозрядній лампі і подано у таблиці 1.
5.Висновки
При спостереженні спектра фундаментального і домішкового поглинання ми побудували графік залежності оптичної товщини від довжини хвилі за отриммними значеннями напруги при відсутноті зразка (SiC) та його наявності, а також довжини хвилі при відповідних значеннях на барабані. З графіка для SiC ми знайшли = 2.61 eV, що на -4.8% менше за =2.8 eV.
Наявність піків на графіку після λк є причиною наявності непрямих переходів і домішкових центрів.Присутність цих центрів поглинання використовується для визначення енергії іонізації домішкових центрів та у фотоприймачах для інфрачервоної частини спектра.