Статистика НЗ в собственных материалах: Ge, GaAs

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

 “Белорусский Государственный Университет Информатики и Радиоэлектроники”

Факультет радиотехники и электроники

Кафедра микро- и наноэлектроники

Дисциплина «физика твёрдого тела»

Отчёт (исправленный)
по заданию

«Статистика НЗ в собственных материалах: Ge, GaAs»

Выполнил:

Гр 842791/1

Минск 2020

        Цели работы:

- Определить ni и pi;

- Определить тип электропроводности собственного GaAs;

- Определить коэффициент Холла для собственного GaAs.

        Начальные и справочные данные:

Все данные были взяты из конспекта и книги «Физика полупроводников» Шалимовой К. В.

        Формула для расчета ni и pi:

[pic 1]

        Формула для расчета ширины Eg:

[pic 2]

        Для наших расчетов «сверх» точность не нужна, поэтому третьим и далее слагаемыми можно пренебречь.

        Eg0 – ширина запрещенной зоны при 0° К (для Ge – 0,74 эВ, для GaAs –
1,52 эВ);

        β – температурный коэффициент (для Ge – 3,9 ∙ 10-4 эВ/к, для GaAs –
4,3 ∙ 10-4 эВ/К).

        Формулы для расчета NC и NV:

[pic 3]

        Эффективные массы электронов и дырок для Ge – 5,1 ∙ 10-31 кг, 3,5 ∙ 10-31 и для GaAs – 6,2 ∙ 10-32, 4,4 ∙ 10-31 кг соответственно.

Формулы для расчета электропроводности:

[pic 4]

        Подвижность электронов и дырок для GaAs – 8500 см2 (В ∙ с) и 400

см2 (В ∙ с) соответственно.

        Формула для расчета эффекта Холла:

[pic 5]

Ход работы

По формуле (2) рассчитывается ширина запрещенной зоны для Ge и GaAs. Результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты расчетов ширины запрещенной зоны для Ge и GaAs

[pic 6]

Рис. 1 – График зависимости Eg Ge и GaAs от температуры

        Как видно из графика, ширина запрещенной зоны немного уменьшится при повышении температуры.

        Далее, с помощью формулы (3) рассчитаем значения NC и NV для Ge и GaAs. Результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Результаты расчетов NC и NV для Ge и GaAs