Реферати українською » Физика » Дослідження фотоелектричних властивостей напівпровідникових матеріалів


Реферат Дослідження фотоелектричних властивостей напівпровідникових матеріалів

Федеральне агентство за освітою РФ

Санкт-Петербурзький ДержавнийЭлектротехнический Університет «>ЛЭТИ»

Кафедра мікроелектроніки

Звіт по лабораторної роботі №3

Дослідження фотоелектричних властивостей напівпровідникових матеріалів

Санкт-Петербург

2005


Запровадження

Дослідження фотоелектричних властивостей напівпровідників здійснюється з допомогоюмонохроматора, схема якого представлена малюнку. Світловий потік від галогенною лампи E,питаемой джерела G, через щілинумонохроматора F, ширина якої регулюєтьсямикрометрическим гвинтом, надходить надиспергирующее пристрійP.

Схема на дослідження фотоелектричних властивостей напівпровідників

Це пристрій є призму, повертаючи які з допомогою барабана, можна висвітлюватиФP світлом певної довжини хвилі.ни хвилі. На виходімонохроматора встановлено досліджувані зразки (R) напівпровідника 1 і 2. Зміна провідності фіксується з допомогою цифровогоомметра PR.

У даний роботі дослідження фотоелектричних властивостей напівпровідників проводиться з прикладу матеріалів, що застосовуються у промисловихфоторезисторах. з урахуванням сульфіду кадмію (>CdS) і селеніду кадмію (>CdSe), які мають високої чутливістю до випромінюванню видимого діапазону спектра


1. Дослідження спектральною залежностіфотопроводимости

Експериментальні результати для1-ого зразка

Розподіл до лампочки l,мкм

>Эl,

ум. од.

>RС,МОм >gс,мкСм >gф,мкСм

>gф',

ум. од.

>gф'/gф'max, про. е.
500 0,475 0,14 3,950 0,253 0,153 1,094 0,017
600 0,476 0,141 4,000 0,250 0,150 1,064 0,016
700 0,477 0,143 3,900 0,256 0,156 1,094 0,017
800 0,478 0,145 3,600 0,278 0,178 1,226 0,019
900 0,479 0,147 3,450 0,290 0,190 1,292 0,020
1000 0,48 0,15 3,100 0,323 0,223 1,484 0,023
1100 0,481 0,153 2,800 0,357 0,257 1,681 0,026
1200 0,482 0,157 2,600 0,385 0,285 1,813 0,028
1300 0,484 0,163 2,250 0,444 0,344 2,113 0,033
1400 0,487 0,172 2,000 0,500 0,400 2,326 0,036
1500 0,49 0,182 1,680 0,595 0,495 2,721 0,042
1600 0,494 0,195 1,300 0,769 0,669 3,432 0,053
1700 0,499 0,21 0,820 1,220 1,120 5,331 0,082
1800 0,505 0,228 0,260 3,846 3,746 16,430 0,254
1900 0,512 0,248 0,140 7,143 7,043 28,399 0,439
2000 0,52 0,27 0,100 10,000 9,900 36,667 0,567
2100 0,528 0,295 0,075 13,333 13,233 44,859 0,694
2200 0,536 0,323 0,060 16,667 16,567 51,290 0,793
2300 0,545 0,353 0,048 20,833 20,733 58,735 0,908
2400 0,555 0,385 0,040 25,000 24,900 64,675 1,000
2500 0,566 0,42 0,045 22,222 22,122 52,672 0,814
2600 0,579 0,46 0,065 15,385 15,285 33,227 0,514
2700 0,594 0,505 0,095 10,526 10,426 20,646 0,319
2800 0,611 0,56 0,180 5,556 5,456 9,742 0,151
2900 0,629 0,63 0,472 2,119 2,019 3,204 0,050
3000 0,649 0,71 1,490 0,671 0,571 0,804 0,012
3100 0,672 0,83 2,450 0,408 0,308 0,371 0,006
3200 0,697 0,99 2,700 0,370 0,270 0,273 0,004
3300 0,725 1,17 2,900 0,345 0,245 0,209 0,003
3400 0,758 1,37 2,050 0,488 0,388 0,283 0,004
3500 0,8 1,6 3,100 0,323 0,223 0,139 0,002

>С = 1/RС - провідність напівпровідника на світу

>gф =gС -1/RT , де деRT = 10Мом -фотопроводимость напівпровідника

>Ф =Ф/Э наведенуфотопроводимость (зміна провідності напівпровідника під впливом одиниці енергії падаючого випромінювання)

>Ф/Фmax - відноснафотопроводимость, деФmax - максимальне значення наведеноїфотопроводимости для дослідженого зразка.

Приклади розрахунків:

>С = 1/RС = 1/3,950 = 0,253

>gф =gС -1/RT = 0,253 – 1/10 = 0,153

>Ф =Ф/Э = 0,153/0,14 = 1,094

>Ф/Фmax = 1,094/ 64,675 = 0,017

Графік 1.Спектральная залежністьфотопроводимости

>фотопроводимостьмонохроматор кадмій спектральний

З графіка знаходимодлинноволновуюграниццlПОР = 0,517мкм;


- енергія активаціїфотопроводимости

де h =4,1410-15еВс - стала Планка, з =3108 - швидкість світла,DЭ - ширина забороненої зони.

>DЭ = (>4,1410-15 *>3108 )/0,517*10-6 = 2,402еВ

 

2. Дослідження залежностіфотопроводимости від інтенсивності опромінення

Результати за зміни щілинимонохроматора для1-ого зразка:

>d, мм >RС,МОм >gС,мкСм >gф,мкСм >d/dmax >lg(d/dmax) >lg(gф)
0,01 0,83 1,205 1,105 0,0025 -2,602 0,043
0,02 0,82 1,220 1,120 0,005 -2,301 0,049
0,03 0,8 1,250 1,150 0,0075 -2,125 0,061
0,05 0,797 1,255 1,155 0,0125 -1,903 0,062
0,1 0,79 1,266 1,166 0,025 -1,602 0,067
0,2 0,75 1,333 1,233 0,05 -1,301 0,091
0,3 0,72 1,389 1,289 0,075 -1,125 0,110
0,5 0,65 1,538 1,438 0,125 -0,903 0,158
1 0,575 1,739 1,639 0,25 -0,602 0,215
2 0,575 1,739 1,639 0,5 -0,301 0,215
4 0,575 1,739 1,639 1 0,000 0,215

Графік 2. Світлова характеристика


Висновок

Виконавши цю роботу в прикладі зразка 1 (>фоторезистор з урахуванням сульфіду кадміюCdS), я дійшов висновку, що з збільшенні довжини хвилі росте, і опір (а тому йфотопроводимость) напівпровідника, але до певного значення (>0,04Мом), після якого вона знову зменшується до значення, близького до початкового, оскільки зростає інтенсивність оптичних переходів і показник оптичного поглинання і зменшується глибина проникнення світла напівпровідник. При збільшенні рівня опромінення росте, іфотопроводимость напівпровідника, але в графіці видно, що з слабких світлових потокахфотопроводимость має щодо лінійний характер, але на підвищення інтенсивності світла зростанняфотопроводимости сповільнюється з допомогою посилення процесу рекомбінації.


Схожі реферати:

Навігація