Энергия образования пары электрон - дырка в некотором полупроводнике соответствует фотонам с частотой ν = 2,5•1014 Гц. Определите ( в эВ) ширину запрещенной зоны Еg этого полупроводника. Найдите, при какой температуре удельная проводимость увеличится в два раза σ = 2 σ0
Для определения ширины запрещенной зоны Eg воспользуемся уравнением энергии: E = h * ν, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, ν - частота фотона.
Подставляем известные значения: E = 4,1357 10^(-15) эВс 2,5 10^14 Гц, E = 1,033925 * 10^-1 эВ.
Таким образом, ширина запрещенной зоны Eg составляет примерно 0,103 эВ.
Для нахождения температуры, при которой удельная проводимость увеличится в два раза, воспользуемся формулой: σ = n e μ, где n - концентрация носителей заряда, e - заряд электрона, μ - подвижность носителя заряда.
Учтем, что удельная проводимость определяется как: σ = n e μ0, где μ0 - подвижность носителя заряда при температуре T0.
Поскольку σ = 2σ0, то n и μ увеличиваются в 2 раза. Используя закон Фика, найдем удельное сопротивление: ρ = 1 / (n e μ).
Таким образом, удельное сопротивление уменьшится в 2 раза, а значит проводимость увеличится в 2 раза, когда подвижность увеличится и концентрация носителей заряда увеличится, сохраняя их произведение на постоянном уровне при увеличении температуры.
Для определения ширины запрещенной зоны Eg воспользуемся уравнением энергии:
E = h * ν,
где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, ν - частота фотона.
Подставляем известные значения:
E = 4,1357 10^(-15) эВс 2,5 10^14 Гц,
E = 1,033925 * 10^-1 эВ.
Таким образом, ширина запрещенной зоны Eg составляет примерно 0,103 эВ.
Для нахождения температуры, при которой удельная проводимость увеличится в два раза, воспользуемся формулой:
σ = n e μ,
где n - концентрация носителей заряда, e - заряд электрона, μ - подвижность носителя заряда.
Учтем, что удельная проводимость определяется как:
σ = n e μ0,
где μ0 - подвижность носителя заряда при температуре T0.
Поскольку σ = 2σ0, то n и μ увеличиваются в 2 раза. Используя закон Фика, найдем удельное сопротивление:
ρ = 1 / (n e μ).
Таким образом, удельное сопротивление уменьшится в 2 раза, а значит проводимость увеличится в 2 раза, когда подвижность увеличится и концентрация носителей заряда увеличится, сохраняя их произведение на постоянном уровне при увеличении температуры.