Исследование фотоэлектрических свойств полупроводниковых материалов
Схема монохроматора, используемого для исследования фотоэлектрических свойств полупроводников. Экспериментальные результаты исследования спектральной зависимости фотопроводимости. Зависимость фотопроводимости сульфида кадмия от интенсивности облучения.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.06.2011 |
| Размер файла | 176,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное агентство по образованию РФ
Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет «ЛЭТИ»
Кафедра микроэлектроники
Отчет по лабораторной работе №3
Исследование фотоэлектрических свойств полупроводниковых материалов
Санкт-Петербург
2005
Введение
Исследование фотоэлектрических свойств полупроводников осуществляется с помощью монохроматора, схема которого представлена на рисунке. Световой поток от галогенной лампы E, питаемой от источника G, через щель монохроматора F, ширина которой регулируется микрометрическим винтом, поступает на диспергирующее устройство .
Схема для исследования фотоэлектрических свойств полупроводников
Это устройство представляет собой призму, поворачивая которую с помощью барабана, можно освещать ФP светом определенной длины волны. ны волны. На выходе монохроматора установлены исследуемые образцы (R) полупроводника 1 и 2. Изменение проводимости фиксируется с помощью цифрового омметра PR.
В настоящей работе исследование фотоэлектрических свойств полупроводников проводится на примере материалов, применяемых в промышленных фоторезисторах. на основе сульфида кадмия (CdS) и селенида кадмия (CdSe), обладающие высокой чувствительностью к излучению видимого диапазона спектра
1. Исследование спектральной зависимости фотопроводимости
Экспериментальные результаты для 1-ого образца
|
Деление по барабану |
, мкм |
Э, усл. ед. |
RС, МОм |
с, мкСм |
ф, мкСм |
ф', усл. ед. |
ф'/ф' max, о. е. |
|
|
500 |
0,475 |
0,14 |
3,950 |
0,253 |
0,153 |
1,094 |
0,017 |
|
|
600 |
0,476 |
0,141 |
4,000 |
0,250 |
0,150 |
1,064 |
0,016 |
|
|
700 |
0,477 |
0,143 |
3,900 |
0,256 |
0,156 |
1,094 |
0,017 |
|
|
800 |
0,478 |
0,145 |
3,600 |
0,278 |
0,178 |
1,226 |
0,019 |
|
|
900 |
0,479 |
0,147 |
3,450 |
0,290 |
0,190 |
1,292 |
0,020 |
|
|
1000 |
0,48 |
0,15 |
3,100 |
0,323 |
0,223 |
1,484 |
0,023 |
|
|
1100 |
0,481 |
0,153 |
2,800 |
0,357 |
0,257 |
1,681 |
0,026 |
|
|
1200 |
0,482 |
0,157 |
2,600 |
0,385 |
0,285 |
1,813 |
0,028 |
|
|
1300 |
0,484 |
0,163 |
2,250 |
0,444 |
0,344 |
2,113 |
0,033 |
|
|
1400 |
0,487 |
0,172 |
2,000 |
0,500 |
0,400 |
2,326 |
0,036 |
|
|
1500 |
0,49 |
0,182 |
1,680 |
0,595 |
0,495 |
2,721 |
0,042 |
|
|
1600 |
0,494 |
0,195 |
1,300 |
0,769 |
0,669 |
3,432 |
0,053 |
|
|
1700 |
0,499 |
0,21 |
0,820 |
1,220 |
1,120 |
5,331 |
0,082 |
|
|
1800 |
0,505 |
0,228 |
0,260 |
3,846 |
3,746 |
16,430 |
0,254 |
|
|
1900 |
0,512 |
0,248 |
0,140 |
7,143 |
7,043 |
28,399 |
0,439 |
|
|
2000 |
0,52 |
0,27 |
0,100 |
10,000 |
9,900 |
36,667 |
0,567 |
|
|
2100 |
0,528 |
0,295 |
0,075 |
13,333 |
13,233 |
44,859 |
0,694 |
|
|
2200 |
0,536 |
0,323 |
0,060 |
16,667 |
16,567 |
51,290 |
0,793 |
|
|
2300 |
0,545 |
0,353 |
0,048 |
20,833 |
20,733 |
58,735 |
0,908 |
|
|
2400 |
0,555 |
0,385 |
0,040 |
25,000 |
24,900 |
64,675 |
1,000 |
|
|
2500 |
0,566 |
0,42 |
0,045 |
22,222 |
22,122 |
52,672 |
0,814 |
|
|
2600 |
0,579 |
0,46 |
0,065 |
15,385 |
15,285 |
33,227 |
0,514 |
|
|
2700 |
0,594 |
0,505 |
0,095 |
10,526 |
10,426 |
20,646 |
0,319 |
|
|
2800 |
0,611 |
0,56 |
0,180 |
5,556 |
5,456 |
9,742 |
0,151 |
|
|
2900 |
0,629 |
0,63 |
0,472 |
2,119 |
2,019 |
3,204 |
0,050 |
|
|
3000 |
0,649 |
0,71 |
1,490 |
0,671 |
0,571 |
0,804 |
0,012 |
|
|
3100 |
0,672 |
0,83 |
2,450 |
0,408 |
0,308 |
0,371 |
0,006 |
|
|
3200 |
0,697 |
0,99 |
2,700 |
0,370 |
0,270 |
0,273 |
0,004 |
|
|
3300 |
0,725 |
1,17 |
2,900 |
0,345 |
0,245 |
0,209 |
0,003 |
|
|
3400 |
0,758 |
1,37 |
2,050 |
0,488 |
0,388 |
0,283 |
0,004 |
|
|
3500 |
0,8 |
1,6 |
3,100 |
0,323 |
0,223 |
0,139 |
0,002 |
гС = 1/ RС - проводимость полупроводника на свету
ф = С - 1/RT , где где RT = 10 Мом - фотопроводимость полупроводника
гґФ = гФ/Эл приведенную фотопроводимость (изменение проводимости полупроводника под действием единицы энергии падающего излучения)
гґФ/гґФmax - относительная фотопроводимость, где гґФmax - максимальное значение приведенной фотопроводимости для исследованного образца.
Примеры расчетов:
гС = 1/ RС = 1/3,950 = 0,253
ф = С - 1/RT = 0,253 - 1/10 = 0,153
гґФ = гФ/Эл = 0,153/0,14 = 1,094
гґФ/гґФmax = 1,094/ 64,675 = 0,017
График 1. Спектральная зависимость фотопроводимости
фотопроводимость монохроматор кадмий спектральный
Из графика находим длинноволновую границц ПОР = 0,517 мкм;
- энергия активации фотопроводимости
где h = 4,1410-15 эВс - постоянная Планка, c = 3108 - скорость света, Э - ширина запрещенной зоны.
Э = (4,1410-15 *3108 )/0,517*10-6 = 2,402 эВ
2. Исследование зависимости фотопроводимости от интенсивности облучения
Результаты при изменении щели монохроматора для 1-ого образца:
|
d, мм |
RС, МОм |
С, мкСм |
ф, мкСм |
d/dmax |
lg(d/dmax) |
lg(ф) |
|
|
0,01 |
0,83 |
1,205 |
1,105 |
0,0025 |
-2,602 |
0,043 |
|
|
0,02 |
0,82 |
1,220 |
1,120 |
0,005 |
-2,301 |
0,049 |
|
|
0,03 |
0,8 |
1,250 |
1,150 |
0,0075 |
-2,125 |
0,061 |
|
|
0,05 |
0,797 |
1,255 |
1,155 |
0,0125 |
-1,903 |
0,062 |
|
|
0,1 |
0,79 |
1,266 |
1,166 |
0,025 |
-1,602 |
0,067 |
|
|
0,2 |
0,75 |
1,333 |
1,233 |
0,05 |
-1,301 |
0,091 |
|
|
0,3 |
0,72 |
1,389 |
1,289 |
0,075 |
-1,125 |
0,110 |
|
|
0,5 |
0,65 |
1,538 |
1,438 |
0,125 |
-0,903 |
0,158 |
|
|
1 |
0,575 |
1,739 |
1,639 |
0,25 |
-0,602 |
0,215 |
|
|
2 |
0,575 |
1,739 |
1,639 |
0,5 |
-0,301 |
0,215 |
|
|
4 |
0,575 |
1,739 |
1,639 |
1 |
0,000 |
0,215 |
График 2. Световая характеристика
Вывод
Выполнив данную работу на примере образца 1 (фоторезистор на основе сульфида кадмия CdS), я пришел к выводу, что при увеличении длины волны растет и сопротивление (а отсюда и фотопроводимость) полупроводника, но до определенного значения (0,04Мом), после которого оно снова уменьшается до значения, близкого к первоначальному, так как возрастает интенсивность оптических переходов и показатель оптического поглощения и уменьшается глубина проникновения света в полупроводник. При увеличении уровня облучения растет и фотопроводимость полупроводника, а на графике видно, что при слабых световых потоках фотопроводимость имеет относительно линейный характер, но с повышением интенсивности света рост фотопроводимости замедляется за счет усиления процесса рекомбинации.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Электрические методы исследования электрофизических и фотоэлектрических свойств полупроводников. Метод нестационарной спектроскопии глубоких уровней, фотопроводимость. Шумовые свойства фоторезисторов при совместном действии напряжения и фоновой засветки.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 02.10.2015Фотоэлектрические свойства неоднородных полупроводниковых образцов. Энергетическая структура омического контакта в присутствии неравномерно распределенных электронных ловушек. Фотоэлектрические свойства кристаллов, обработанных в газовом разряде.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 18.03.2008Основы и содержание зонной теории твердого тела. Энергетические зоны полупроводников, их типы: собственные и примесные. Генерация и рекомбинация носителей заряда. Исследование температурной зависимости электрического сопротивления полупроводников.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 09.06.2015Изучение фотоэлектрических свойств полупроводников для выявления физических закономерностей в различных структурах. Полупроводниковые свойства хлопковых волокон. Рассмотерние особенностей сорта электрических свойств хлопковых волокон "Гульбахор".
реферат [13,0 K], добавлен 22.06.2015Методы и средства изучения свойств наноструктур. Экспериментальное исследование электрофизических параметров полупроводниковых материалов. Проведение оценочных расчетов теоретического предела минимального размера изображения, получаемого при литографии.
дипломная работа [810,6 K], добавлен 28.03.2016Электрофизические свойства полупроводников. Структура полупроводниковых кристаллов. Элементы зонной теории твердого тела. Микроструктурные исследования влияния электронного облучения на электрофизические характеристики полупроводниковых приборов.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.09.2015Классификация фотоэлектрических эффектов и оптоэлектронных приборов. Изучение оптических свойств полупроводников. Вольт-амперная характеристика вентильного фотоэлемента. Кривая релаксации фототока полупроводника. Оптическое поглощение и фотопроводимость.
реферат [1,6 M], добавлен 15.01.2015Размерное квантование в полупроводниках. Методы получения и оптические свойства наночастиц сульфида кадмия. Люминесценция нанокристаллов сульфида кадмия, внедренных в полимер. Влияние внешних факторов на люминесценцию нанокристаллов соединений А2В6.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 12.03.2008Изучение основных метрологических характеристик фотометрических методов анализа, их методического и технического обеспечения, методик поверки фотоэлектрических колориметров. Разработка лабораторной работы по поверке фотоэлектрического колориметра КФК-2МП.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 08.06.2013Физика полупроводников. Примесная проводимость. Устройство и принцип действия полупроводниковых приборов. Способы экспериментального определения основных характеристик полупроводниковых приборов. Выпрямление тока. Стабилизация тока.
реферат [703,1 K], добавлен 09.03.2007
