Орловский государственный технический университет. Экзаменационный билет N 12

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 12

1. Как и во сколько раз изменится вероятность заполнения электронами энергетического уровня в металле, если уровень расположен на 0,1 эВ выше уровня Ферми, а температура изменяется от
1000 К до 300 К?

2. Подвижность электронов в чистом германии при комнатной температуре (300 К) равна
3800 см²/(В×с). Найдите удельное сопротивление этого материала при 30 К, считая, что подвижность меняется с температурой по закону , где а – постоянная. Эффективную массу электронов положить равной 0,55m_e, а эффективною массу дырок – 0,36m_e. При всех рассматриваемых температурах считать, что ширина запрещенной зоны германия равна 0,785эВ, а отношение подвижностей электронов идырок принять равным 2,1.

3. Поясните смысл величин, которые входят в формулу Шокли-Рида

и проанализируйте зависимость t от концентрации донорной примеси.

УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 13

1. Вычислите суммарную кинетическую энергию электронов проводимости в одном кубическом сантиметре цезия Cs (Е_F = 1,53 эВ, r = 1,87^.10³ кг/м³, m = 133 кг/кмоль) при нуле Кельвина.

2. Вычислите удельное сопротивление собственного кремния при температуре Т = 300 К. Для подвижностей электронов и дырок (m_n = bm_p) в кремнии принять следующие значения:
m_n = 1.45×10³ см²/(В×с), b = 2.9. Эффективные массы электронов и дырок в кремнии равны соответственно 0.55m_e и 0.595m_e. Ширина запрещенной зоны кремния равна 1.1 эВ.

3. Поясните смысл величин, которые входят в формулу Шокли-Рида

и проанализируйте зависимость t от концентрации акцепторной примеси.

УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 14

1. На нагревание металлического предмета массой 100 г от 20⁰ С до 50⁰ С затрачено 8300 Дж. Определите, из какого металла изготовлен предмет, если указанный интервал температур выше характеристической температуры данного металла.

2. В кристалле кремния массой 120 г равномерно по объему распределены 25,7 мкг фосфора. Считая, что атомы примеси полностью ионизированы, вычислите удельное сопротивление кристалла. Для подвижностей электронов и дырок (m_n = bm_p) в кремнии принять следующие значения:
m_n = 1.45×10³ см²/(В×с), b = 2.9. Плотность кремния r_Si = 2,33×10³ кг/м³, его молярная масса
m_Si = 28×10^–3 кг/моль. Молярная масса фосфора m_P = 31×10^–3 кг/моль.

3. Найдите с помощью формулы , где dn(E) – концентрация электронов с энергиями в интервале от E до E+dE (энергия Е отсчитывается от дна зоны проводимости,
T=0 К): а) максимальную кинетическую энергию свободных электронов в металле, если их концентрация равна n; б) среднюю кинетическую энергию свободных электронов, если их максимальная кинетическая энергия равна E_F.

УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой физики ______________