Міністерство освіти і науки України Національний університет „ Львівська політехніка “ Кафедра фізики ЗВІТ Про виконання лабораторної роботи №30 Визначенн ширини забороненої зони напівпровідників за температурним ходом провідності Мета роботи – визначити ширину забороненої зони напівпровідників за температурним ходом провідності. Прилади і обладнання: досліджуваний напівпровідниковий опір (резистор); мілівольтметр; міст постійного струму; автотрансформатор. Теоретичні відомості: Кристалічні матеріали характеризуються різною величиною питомої провідності. Речовини з провідністю (=(107-106) Ом-1 м-1 прийнято називати металами або провідниками. До ізоляторів або діелектриків відносяться речовини з провідністю (=(10-8-10-16) Ом-1 м-1. речовини, провідність яких має значення, проміжні між провідністю металів і провідністю діелектриків, називаються напівпровідниками. Їхня питома провідність знаходиться в межах від 10-8 Ом-1 м-1 до 106 Ом-1 м-1, тобто маже змінюватися в 1014 разів. Отже, наведена класифікація речовин за абсолютної величині їх питомої провідності не передає специфічних особливостей їх провідності. Для порівняння спів ставимо температурну залежність провідності металів і напівпровідників. Для всіх металів з ростом температури опір зростає по дійному закону:
де R(t) – опір при температурі t 0C; R0 – опір металу при t=0 0C; ( - температурний коефіцієнт опору металів. Для напівпровідників з ростом температури опір зменшується. Залежність опору провідника від його абсолютної температури T,K:
де R0 та B – деякі сталі величини в заданому інтервалі температур, характерні для кожної напівпровідникової речовини. Утворення кристалічної решітки твердого тіла відбувається зближенням атомів на деяку визначену відстань, яка називається періодом решітки. Існує три зони переходу електронів. Найвища, повністю заповнена валентними електронами зона називається валентною. На деякий відстані від верху валентної зони існує незаповнена зона, відокремлена від валентної зони забороненою зоною
. Якщо електронові, який знаходиться у валентній зоні надати певну енергію, не меншу ширини забороненої зони
, то він перейде у верхню незаповнену зону, яка має велику кількість вільних рівнів. У цій зоні електрон має змогу змінювати енергію під дією сил електронного поля, тобто він стає в цій енергетичній зоні вільним носієм заряду. Така зона називається зоною провідності. Заборонена зона – це зона в який не може перебувати електрон, цю зону він перескакує і переходить у незаповнену зону. Власним називається провідник, який не містить домішок та інших порушень періодичного поля кристалічної решітки. Вираз для визначення ширини забороненої зони:
де
- провідність напівпровідника при температурі
;
- провідність напівпровідника при температурі
; k – стала Больцмана. k =1,380662*10-23 Дж/К Провідність зразка:
U, mv 0 0.4 0.8 1.6 2 2.6 3 3.6  R, Ом 3000 2520 1860 1140 810 370 220 100  T, 0C 20 24 32 42 48 55 63 71  T, 0K 293 297 305 315 321 328 336 344  

Висновок: на цій лабораторній роботі я визначав ширину забороненої зони напівпровідників за температурним ходом провідності.