Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 32

1. Найдите минимальную энергию, необходимую для образования пары электрон-дырка в кристалле арсенида галия GaAs, если его электропроводность изменяется в 10 раз при изменении температуры от +20⁰ С до –3⁰ С.

2. Вычислите относительный вклад электронного газа в общую теплоемкость серебра Ag при комнатной температуре, считая, что на каждый атом приходится один свободный электрон и что теплоемкость серебра Ag при комнатной температуре определяется закон Дюлонга и Пти. Температура Ферми для серебра Т_F = 64 000 К, температура Дебая Т_D = 300 К.

3. Зная, что в любом невырожденном полупроводнике концентрация электронов , а концентрация дырок , где E_F – энергия Ферми, E_c – энергия дна зоны проводимости, N_c – эффективная плотность состояний в зоне проводимости, E_v – энергия потолка валентной зоны, N_v – эффективная плотность состояний в валентной зоне, T – температура полупроводника, выведите выражение, описывающее температурную зависимость энергии Ферми в примесных полупроводниках n-типа в области низких температур.

УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 33

1. Найдите минимальную энергию образования пары электрон-дырка в собственном полупроводнике, проводимость которого возрастает в 5 раз при увеличении температуры от 300 К до 400 К.

2. При нагревании кристалла меди массой 25г от T₁= 10 К до T₂= 20 К ему было сообщено количество теплоты, равное 0,80 Дж. Найдите дебаевскую температуру J для меди, если известно, что
Т₁, Т₂ << J. Молярная масса меди m = 63 кг/кмоль.

3. Зная, что в любом невырожденном полупроводнике концентрация электронов , а концентрация дырок , где E_F – энергия Ферми, E_c – энергия дна зоны проводимости, N_c – эффективная плотность состояний в зоне проводимости, E_v – энергия потолка валентной зоны, N_v – эффективная плотность состояний в валентной зоне, T – температура полупроводника, выведите выражение, описывающее температурную зависимость энергии Ферми в примесных полупроводниках n-типа в области истощения примеси.

УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 34

1. Найдите максимальную частоту нормальных колебаний решетки в кристалле железа, если при температуре 20 К его удельная теплоемкость с = 2,7 мДж/(г×К). Молярная масса железа
m = 56 кг/кмоль.

2. Вычислите концентрацию дырок и удельное сопротивление кремния, легированного бором
(N_a = 10¹⁷ см^–3), при комнатной температуре, если эффективная масса дырок равна 0,59m_e, подвижность дырок m_p = 100 см²×В^–1×с^–1, степень ионизации примеси равна1, а энергетический уровень брома в кремнии равен E_v + 0.045 эВ.

3. Зная, что в любом невырожденном полупроводнике концентрация электронов , а концентрация дырок , где E_F – энергия Ферми, E_c – энергия дна зоны проводимости, N_c – эффективная плотность состояний в зоне проводимости, E_v – энергия потолка валентной зоны, N_v – эффективная плотность состояний в валентной зоне, T – температура полупроводника, выведите выражение, описывающее температурную зависимость энергии Ферми в примесных полупроводниках n-типа в области перехода к собственной проводимости.

УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой физики ______________