Сборник задач по физике полупроводников - Бонч-Бруевич В.Л.
Скачать (прямая ссылка):
141. Наблюдаемая подвияшость электронов в антимо-ниде индия при 20 К равна 2 • 105 см2 B-ic-1, а оценка подвижности в случае, когда рассеяние происходит только на акустических колебаниях, дает прп этой температуре величину порядка 108 см2В-1с-1. Считая, что рассеяние фононов происходит на стенках образца, оценить отношение «фопонной» составляющей термо-э. д. с. антимонида индия re-типа к «фононной» составляющей термо-э, д. с. n-германия. Скорость звука в InSb равна 105 см.-с-1, поперечные размеры образцов считать одинаковыми. Данные для германия взять .из условия предыдущей задачи.
142. Измерения термо-э. д. с. в полупроводнике р-типа в сильном магнитном поле (и;>1) при комнатной температуре показали, что в псследуемой области полей термо-э. д. с. не зависит от магнитного поля п равна 475 мкВ • К-1. На основе этих измерений найти эффективную массу дырок, если концентрация их равна 5,6 • 1017 см-3. Закон дисперсии дырок считать квадратичным.
143. Найти выражение для термо-э. д. с. полупроводника n-типа с законом дисперсии (1.3а) в пределе сильных магнитных полей (со > 1) в отсутствие вырождения. Рассмотреть зависимость разности Аа(°°); = а1я-*« — а1н-о от механизма рассеяния.
144. Для вырожденных образцов антимонида индия с концентрацией электронов 1017 см-3 при 77 К термо-э. д. с. в области сильных магнитных полей не зависит от магнитного ноля и равна 68 мкВ • К-1. Принимая закон дисперсии в виде (1.3ж), найти величину эффективной массы на дне зоны проводимости. Ширина запрещенной зоны при 77 К равйа 0,22 эВ.
145. Термо-э. д. с. в вырожденном полупроводнике п-типа в области сильных магнитных полей постоянна и
50
.равна —27 мкВ ¦ К-1. Измерения без магнитного поля при топ же температуре дали для термо-э. д. с. зпачеипе —51 мкВ • К-1. Найти параметр г, определяющий характер рассеяния электронов, если известно, что зона проводимости исследуемого материала — параболическая.
146*. Для арсенида индия эмпирически устаповлен следующий закон дисперсии электронов в зоне проводимости, выполняющийся вплоть до энергии порядка 0,6 эВ:
Я (А) = 0,28 In [1 +5,9 ¦ 10-|4Аг(см-2)] эВ.
Найти, при какой копцентращш электронов обращается в нуль величина изменения термо-э. д. с. в сильном магнитном поле Да(«>). Возможпо ли обращение в нуль величины Аа(°°), если закон дисперсии электронов имеет вид (1.3ж)? Считать, что рассеяние происходит иа заря-жеппой примеси.
Глава 7
ФОТО-Э. Д. С. В ПОЛУПРОВОДНИКАХ
При освещении полупроводникового образца, помимо дембер-эффекта (см. задачу 75), обусловленного неоднородным распределением избыточных носителей, фото-
э. д. с. может возникнуть еще и вследствие неоднородности материала полупроводника. Для простоты будем рассматривать только одномерную задачу, когда как равновесные концентрации па и р0, так и неравновесные п — = Ио+Дгс и р = р1>+ Ар зависят только от координаты х, В этом случае фото-э. д. с. выражается следующим образом:
n d р__ п дп
тг Jk pdi ndx
У = Ф-------------?_ dx, (7.1)
J Рпп + IV
где интегрирование ведется по всей цепи, включающей образец. Если справедливы соотношения Эйнштейна (3.7), то
dp dn
у-"§ ?-ытТ-йх< <7-2>
Можно явно выделить из V слагаемое У, (вентильную фото-э. д. с.), связанное с неоднородностью образца
4*
51
(исходим из формулы (7.2) ):
F=F,+ Vt4
^-т<Ь^А"1тг‘г*‘ <7-3>
а слагаемое V2 определяется неоднородностью избыточной
концентрации:
тг kT 1 — Ь dAn ,
v‘~-9b^rP-^dx- <7/i>
147. Найти фото-э. д. с. в полупроводнике с мопополяр-Hoii проводимостью при произвольной степени вырождения.
148. Вычислить фото-э. д. с. в образце rc-Ge при Т ==» ¦= 300 К, если его средняя часть (рис. 13) освещена так,
cgem что в ней До = 0,2 Ом-1 см-1,
| I I j | а вне ее До = 0. В отсут-
________т т т т т_ ствие освещения удельное
j сопротивление в сечении А
Аб+0 I Аб=0 есть Р°. л = 15 0м ‘ см’ а в се~
I чении В р0, в — 5 Ом • см.
] 149. В условиях, анало-
А 8 гичных предыдущей задаче,
-------------------------найти фото-э. д. с. при р0, А =
00 =10 Ом • см, ро, в = 8 Ом • см
Рис. 13. К расчету фото-э. д. с. и при двух значениях Да: ври неоднородном возбужде- да, = 0 01 Ом'1 см-1 и До2 =
НИИ. к г*. -1
= 2 Ом см .
150*. Образец rc-Ge освещается в узкой полоске