Определение ширины запрещённой зоны полупроводников

ГУАП

Кафедра №

Рейтинг за работу

Преподаватель Абрамов А.П.

Отчёт

по лабораторной работе № 7

по курсу: “Физические основы электроники”

“Определение ширины запрещённой зоны полупроводников”.

Работу выполнил

Студент группы 

Санкт-Петербург

2011

1.  Цель работы:  определить ширину запрещённой зоны селенида цинка (ZnSe) и фосфида галлия (GaP) путём изучения спектра их оптической прозрачности в диапазоне 640-400 нм.

2.  Лабораторная установка представляет собой спектрофотометр СФ-26 с установленными в нем пластинами исследуемых кристаллов

Передняя панель СФ-26

Принцип работы прибора следующий. Свет от источника (лампы накаливания) превращается в параллельный пучок и подаётся на диспергирующую призму, где разлагается в спектр. Требуемый участок спектра вырезается с помощью щели. Ширина щели может изменяться в пределах от 0,01 до 20 мм (ручка 1) и контролируется по шкале ЩЕЛЬ (2). Поток лучей вырезанного участка спектра попадает на фотоприемник, выходное напряжение которого регистрируется стрелочным прибором (3). Относительная интенсивность Т светового потока ( при выбранной ширине щели) отсчитывается по верхней шкале стрелочного прибора. Длина волны спектральной составляющей изменяется путём поворота диспергирующей призмы (ручка 4) и контролируется по шкале ДЛИНА ВОЛНЫ (5). Если на пути светового потока поместить исследуемый образец, то стрелочный прибор зарегистрирует только ту часть потока, которая пройдёт через образец.

Схема размещения образцов

Исследуемые образцы размещаются в светонепроницаемом отсеке спектрофотометра (кювете) между оптической системой и фотоприёмником., закрепляются на специальной каретке и могут перемещаться в направлении перпендикулярном световому потока с помощью выдвижного штока, на который насажена ручка (6). При полностью вдвинутом штока на пути светового потока оказывается образец ZnSe, при полностью выведенном – образец GaP. Среднее положение, отмеченное красной меткой на выдвижном штоке, соответствует прямому попаданию светового потока на выход фотоприёмника.

3.  Результаты измерений и расчётов.

Эксперементальные и расчётные характеристики

Длина волны λ, нм	Результаты измерений, %			Результаты расчётов
	То	Т1	Т2	K=	T’1=Т1*К, %	Т’2=T2*K,%
	Без образца	ZnSe	GaP
640	15,5	7	5,5	6,45	45,15	35,475
620	26,5	12	9,5	3,77	45,24	35,815
600	42,5	18,5	15	2,36	43,66	35,4
580	73,5	32	24,5	1,36	43,52	33,32
560	101,5	43	18,5	0,98	42,14	18,3
540	98,5	40	0	1,01	40,4	0
520	90,5	33	0	1,1	36,3	0
500	79,5	20	0	1,25	25	0
480	62,5	2	0	1,6	3,2	0
460	45	0	0	2,22	0	0
440	30,5	0	0	3,27	0	0
420	19	0	0	5,26	0	0
400	11,5	0	0	8,69	0	0

Значения граничных длин волн

Λгр1= 474 нм

Λгр2= 545 нм

Расчёт ширины запрещённой зоны :

,

где h=6,67*10^-34, Дж*с – постоянная Планка;

C=3*10⁸, м/с – скорость света;

Λгр – граничная длина волны, м.

4.  Вывод: