دانلود مجموعه آزمایشات آزمایشگاه فیزیک پیشرفته

مجموعه آزمایشات آزمایشگاه فیزیک پیشرفته دانلود گزارش کار آزمایشگاه فیزیک پیشرفته

دسته بندی	فیزیک
فرمت فایل	doc
حجم فایل	4262 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	78

مجموعه آزمایشات آزمایشگاه فیزیک پیشرفته

گزارش کار آزمایشگاه فیزیک پیشرفته

آزمایش شکاف انرژی نیمه هادیها

 

هدف آزمایش

تعیین ضریب تغییرات دمائی مقاومت و شکاف انرژی نیمه هادی خالص

 

تئوری آزمایش

مقاومت ویژه الکتریکی برای یک ماده برابر مقاومت الکتریکی یک مکعب واحد آن است (جریان از یک سطح مکعب به سطح مقابل آن می‌رود). واحد معمولی آن   یا   می‌باشد اگرچه در مورد مقاومت کم از واحد   یا در موارد مقاومت زیاد   نیز استفاده می‌شود. هدایت الکتریکی   برابر   می‌باشد. مقاومت الکتریکی مواد و به خصوص جامدات، در علوم کاربردی دارای اهمیت فراوان می‌باشد. نه تنها مقدار   بلکه بستگی آن به دما، ساختمن و مقدار خلوص آن نیز حائز اهمیت است، بر این اساس می‌توان ماده را به سه نوع تقسیم کرد: هادیها، نیمه هادیها و عایقها.

 

در عایقهای جامد در دمای صفر کلوین یالاترین باند انرژی اشغال شده، یعنی باند والانس، با الکترونها کاملاٌ پر شده است و هیچ حالت خالی و یا الکترون اضافی وجود ندارد، باند بعدی که قابل پر شدن است اما هنوز اشغال نشده است را می‌تواند باند هدایت در نظر گرفت ولی این باند از بالاترین باند والانس از لحاظ انرژی حدود چندین الکترون ولت بالاتر است. وقتی هیچ میدان الکتریکی بکار نرود، الکترونهای باند والانس به تساوی در تمام جهات حرکت می‌کنند و هیچ جریانی وجود نخواهد داشت؛ وقتی میدان اعمال میشود اصل طرد پائولی مانع از آن می‌شود تا الکترونها اندازة‌حرکت و انرژی خود را تغییر بدهند.

 

 از آن‌جا که تمام حالات کوانتومی موجود اشغال شده‌اند حداکثر جفتهای الکترون می‌توانند با هم تبادل حالت کنند که این امر نیز سبب ایجاد جریان نمی‌شود . در دماهای معمولی توزیع توزیع بولتزمن نشان می‌دهد که عملاٌ هیچ الکترونی نمی‌تواند تحریک شده و از شکاف انرژی چندین الکترون ولتی گذشته و به باند مجاز بعدی برود. در دماهای نزدیک نقطة جوش ماده الکترونهای بیشتری می‌توانند تحریک شوندو عایق ممکن است در این حالت تجزیه شود.فلزات و اغلب آلیاژها مواد رسانای جامد می‌باشند. بخشی از بالاترین باند اشغال شده توسط الکترونها پر شده در این صورت برخی (حدود یک درصد در دمای اتاق) می‌توانند آزادانه حرکت کرده و مقدار اندازة حرکت و انرژی خود را با بالا رفتن به حالات کوانتومی اشغال نشده تغییر دهند.

 

 

 

فهرست آزمایش ها

 

1. پذیرفتاری پارامغناطیس                       1             

2. شکاف انرژی نیمه هادی ها                    10 

3. تشعشع ترمویونیک                            16

4. اثر زیمن عادی 28

5. آشنایی با مایکروویو                          41

6. تخلیه الکتریکی در گازها                 52

7. میکروسکوپ نشر میدانی (FEM)  63

8. آشنایی با پدیده فلورسانس و فسفرسانس   72