Лабораторна робота №9 Дослідження спектрального розподілу фотопровідності та пропускання напівпровідникових кристалів

Лабораторна робота №9

Дослідження спектрального розподілу фотопровідності та пропускання напівпровідникових кристалів

1. 
   Розмістити селеновий фотоелемент 5 навпроти вихідної щілини монохроматора 4. УВАГА! Прилади налагоджує керівник заняття.
   
2. 
   Увімкнути джерело живлення 7 в мережу 220 В.
   
3. 
   Встановити конденсорну лінзу 2 в рейтер, що знаходиться на оптичній лаві, так, щоб оптичний центр лінзи збігався з оптичною віссю монохроматора. Пучок світла від лампи розжарювання направити на лінзу.
   
4. 
   Пересуваючи рейтер з лінзою 2 по оптичній лаві, добитися чіткого зображення нитки розжарення лампи джерела світла на вхідній щілині монохроматора.
   
5. 
   Регулювання максимальної чутливості фотоелемента 5. Встановити перемикач вибору меж вимірювання мікроамперметра 8 в положення ×1. Обертаючи барабан 6 довжин хвиль в межах 700–3200 відносних одиниць шкали барабана 6 спостерігати за стрілкою мікроамперметра максимум фотоструму . При цьому, відхилення стрілки мікроамперметра повинно становити не менше 60 поділок його шкали. При меншій чутливості мікроамперметра регулюванням положення кристала відносно щілини монохроматора та ширини щілини монохроматора усунути виявлений недолік в чутливості фотоелемента 5.
   
6. 
   Обертаючи барабан 6 в межах 700–3200 через кожні 100 відносних одиниць шкали довжин хвиль визначати за показами мікроамперметра значення фотоструму . Результати вимірювання записувати в таблицю 1.
   
7. 
   За допомогою кривої градуювання монохроматора, наведеної на робочому місці, встановити відповідність між показами шкали барабана монохроматора та відповідними довжинами хвиль . Результати записати в таблицю 1.
   

n, відн.од.	700	800	900	1000	1100	1200	1300	…	3200
, мкА
λ, Å

1. 
   Перед вхідною щілиною монохроматора встановити досліджуваний зразок напівпровідникового кристала. УВАГА! Прилади налагоджує керівник заняття.
   
2. 
   Обертаючи барабан 6 в межах 700–3200 відносних одиниць шкали довжин хвиль, через кожні 100 одиниць визначати за показами мікроамперметра значення фотоструму .
   
3. 
   Обчислити значення коефіцієнта пропускання напівпровідникового кристала для різних довжин хвиль за формулою:
   

4. 
   За знайденими значеннями згідно (1) побудувати графік, по осі якого відкладати довжини хвиль , а по осі – відповідні значення .
   
5. 
   Знайти значення коефіцієнта поглинання напівпровідникового кристала для різних довжин хвиль, використовуючи співвідношення
   

6. 
   Побудувати графік залежності .
   
7. 
   Визначити значення ширини ΔЕ забороненої зони напівпровідникового кристала за перетином дотичної до лінійної ділянки короткохвильової області кривої з віссю абсцис. Результат виразити в еВ.
   
8. 
   Результати вимірювання та обчислень записати в таблицю 2.
   
9. 
   Проаналізувати одержані результати.
   

n, відн.од.	700	800	900	1000	1100	1200	1300	1400	…	3200
λ, Å
Iф(λ), мкА
T(λ)
α (λ)
,
hν, Дж
α(hν)
ΔЕ, еВ

1. 
   Дайте визначення явища зовнішнього та внутрішнього фотоефектів.
   
2. 
   Поясніть механізми власної та домішкової фотопровідностей.
   
3. 
   В чому полягає зміст “червоної межі” внутрішнього фотоефекту?
   
4. 
   Що характеризують коефіцієнти пропускання і поглинання для середовища? Запишіть співвідношення, з яких їх знаходять.
   
5. 
   Поясніть з точки зору зонної теорії, що таке заборонена зона ΔЕ напівпровідника?
   
6. 
   Як за експериментально знайденим значенням , що відповідає “червоній межі” внутрішнього фотоефекту, можна визначити ширину забороненої зони ΔЕ напівпровідника?