МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра МНЭ
отчет
по лабораторной работе №3
по дисциплине «МЭТ»
Тема:
ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Студентка гр. 0207 |
|
Бурчик Н.Е. Лиоско Е.П. |
Преподаватель |
|
Пермяков Н. В. |
Санкт-Петербург
2021
Цели работы: исследование спектральных зависимостей фотопроводимости полупроводников СdS и СdSе и зависимостей фотопроводимости от уровня оптического облучения.
Описание исследуемых материалов:
Для
возникновения ФРЭ полупроводник
необходимо облучать потоком фотонов с
энергиями, достаточными для ионизации
собственных или примесных атомов. При
этом происходит увеличение концентрации
свободных носителей заряда и возрастает
удельная проводимость полупроводника.
Добавочную проводимость, возникающую
при фотоактивном поглощении, называют
фотопроводимостью γф. Фотопроводимость
равна разности проводимостей полупроводника
на свету γс и в темноте γт:
Важнейшим свойством ФРЭ является
зависимость фотопроводимости от энергии
(длины волны) падающего фотона, описываемой
спектральной характеристикой. Для
возбуждения собственной фотопроводимости
энергия фотонов
должна превышать пороговое значение,
определяемое
шириной запрещенной зоны полупроводника:
где
h = 4,1410–15
эВс–
постоянная Планка; c = 3108
м/с – скорость света; Э
– ширина запрещенной зоны.
Пороговое значение длины волны λпор, соответствующее Э, называют красной границей фотоэффекта.
Приборы и принадлежности:
В настоящей работе на установке, схема которой представлена на рис. 3.1, исследуются фотоэлектрические свойства полупроводниковых материалов, которые широко используются для производства промышленных фоторезисторов – сульфида кадмия (CdS) и селенида кадмия (CdSe), обладающих высокой чувствительностью к излучению видимого диапазона спектра. Основной частью установки для исследования фотоэлектрических свойств полупроводников является монохроматор (см. рис. 3.1). Световой поток от лампы E, питаемой от источника G, через входную щель монохроматора F1, ширина которой регулируется микрометрическим винтом, поступает на диспергирующее устройство.
Рисунок 1 - Схема для исследования фотоэлектрических свойств полупроводников
Протокол наблюдений к лабораторной работе №3
1. Исследование спектральной зависимости фотопроводимости.
Образец CdS:
Деление барабана |
λ, мкм |
Эλ, у.е. |
Rc, МОм |
600 |
0,476 |
0,141 |
|
700 |
0,477 |
0,143 |
|
800 |
0,478 |
0,145 |
|
900 |
0,479 |
0,147 |
|
1000 |
0,480 |
0,150 |
|
1100 |
0,481 |
0,153 |
|
1200 |
0,482 |
0,157 |
|
1300 |
0,484 |
0,163 |
|
1400 |
0,487 |
0,172 |
|
1500 |
0,490 |
0,182 |
|
1600 |
0,494 |
0,195 |
|
1700 |
0,499 |
0,210 |
|
1800 |
0,505 |
0,228 |
|
1900 |
0,512 |
0,248 |
|
2000 |
0,520 |
0,270 |
|
2100 |
0,528 |
0,295 |
|
2200 |
0,536 |
0,323 |
|
2300 |
0,545 |
0,353 |
|
2400 |
0,555 |
0,385 |
|
2500 |
0,566 |
0,420 |
|
2600 |
0,579 |
0,460 |
|
2700 |
0,594 |
0,505 |
|
2800 |
0,611 |
0,560 |
|
2900 |
0,629 |
0,630 |
|
3000 |
0,649 |
0,710 |
|
3100 |
0,672 |
0,830 |
|
3200 |
0,697 |
0,990 |
|
3300 |
0,725 |
1,170 |
|
3400 |
0,758 |
1,370 |
|
3500 |
0,800 |
1,600 |
|
Образец CdSe:
Деление барабана |
λ, мкм |
Эλ, у.е. |
Rc, МОм |
600 |
0,476 |
0,141 |
|
700 |
0,477 |
0,143 |
|
800 |
0,478 |
0,145 |
|
900 |
0,479 |
0,147 |
|
1000 |
0,480 |
0,150 |
|
1100 |
0,481 |
0,153 |
|
1200 |
0,482 |
0,157 |
|
1300 |
0,484 |
0,163 |
|
1400 |
0,487 |
0,172 |
|
1500 |
0,490 |
0,182 |
|
1600 |
0,494 |
0,195 |
|
1700 |
0,499 |
0,210 |
|
1800 |
0,505 |
0,228 |
|
1900 |
0,512 |
0,248 |
|
2000 |
0,520 |
0,270 |
|
2100 |
0,528 |
0,295 |
|
2200 |
0,536 |
0,323 |
|
2300 |
0,545 |
0,353 |
|
2400 |
0,555 |
0,385 |
|
2500 |
0,566 |
0,420 |
|
2600 |
0,579 |
0,460 |
|
2700 |
0,594 |
0,505 |
|
2800 |
0,611 |
0,560 |
|
2900 |
0,629 |
0,630 |
|
3000 |
0,649 |
0,710 |
|
3100 |
0,672 |
0,830 |
|
3200 |
0,697 |
0,990 |
|
3300 |
0,725 |
1,170 |
|
3400 |
0,758 |
1,370 |
|
3500 |
0,800 |
1,600 |
|