Послідовність виконання роботи

ЗАВДАННЯ 1. Вивчення спектральної чутливості селенового фотоелемента

Для цього (див. рис.2):

1. Розмістити селеновий фотоелемент 5 навпроти вихідної щілини монохроматора 4. УВАГА! Прилади налагоджує керівник заняття.

1. Увімкнути джерело живлення 7 в мережу 220 В.
2. Встановити конденсорну лінзу 2 в рейтер, що знаходиться на оптичній лаві, так, щоб оптичний центр лінзи збігався з оптичною віссю монохроматора. Пучок світла від лампи розжарювання направити на лінзу.
3. Пересуваючи рейтер з лінзою 2 по оптичній лаві, добитися чіткого зображення нитки розжарення лампи джерела світла на вхідній щілині монохроматора.
4. Регулювання максимальної чутливості фотоелемента 5. Встановити перемикач вибору меж вимірювання мікроамперметра 8 в положення ×1. Обертаючи барабан 6 довжин хвиль в межах 700–3200 відносних одиниць шкали барабана 6 спостерігати за стрілкою мікроамперметра максимум фотоструму . При цьому, відхилення стрілки мікроамперметра повинно становити не менше 60 поділок його шкали. При меншій чутливості мікроамперметра регулюванням положення кристала відносно щілини монохроматора та ширини щілини монохроматора усунути виявлений недолік в чутливості фотоелемента 5.
5. Обертаючи барабан 6 в межах 700–3200 через кожні 100 відносних одиниць шкали довжин хвиль визначати за показами мікроамперметра значення фотоструму . Результати вимірювання записувати в таблицю 1.
6. За допомогою кривої градуювання монохроматора, наведеної на робочому місці, встановити відповідність між показами шкали барабана монохроматора та відповідними довжинами хвиль . Результати записати в таблицю 1.

Таблиця 1

n, відн.од.								…
, мкА
λ, Å

ЗАВДАННЯ 2. Дослідження спектрального розподілу коефіцієнтів пропускання та поглинання напівпровідникового кристала і визначення його ширини забороненої зони

Для цього:

1. Перед вхідною щілиною монохроматора встановити досліджуваний зразок напівпровідникового кристала. УВАГА! Прилади налагоджує керівник заняття.

2. Обертаючи барабан 6 в межах 700–3200 відносних одиниць шкали довжин хвиль, через кожні 100 одиниць визначати за показами мікроамперметра значення фотоструму .

3. Обчислити значення коефіцієнта пропускання напівпровідникового кристала для різних довжин хвиль за формулою:

. (1)

4. За знайденими значеннями згідно (1) побудувати графік, по осі якого відкладати довжини хвиль , а по осі – відповідні значення .

5. Знайти значення коефіцієнта поглинання напівпровідникового кристала для різних довжин хвиль, використовуючи співвідношення

. (2)

6. Побудувати графік залежності .

7. Визначити значення ширини Δ Е забороненої зони напівпровідникового кристала за перетином дотичної до лінійної ділянки короткохвильової області кривої з віссю абсцис. Результат виразити в еВ.

8. Результати вимірювання та обчислень записати в таблицю 2.

9. Проаналізувати одержані результати.

Таблиця 2

n, відн.од.									…
λ, Å
Iф(λ), мкА
T(λ)
α (λ)
,
hν, Дж
α(hν)
Δ Е, еВ

Контрольні запитання

1. Дайте визначення явища зовнішнього та внутрішнього фотоефектів.
2. Поясніть механізми власної та домішкової фотопровідностей.
3. В чому полягає зміст “червоної межі” внутрішнього фотоефекту?
4. Що характеризують коефіцієнти пропускання і поглинання для середовища? Запишіть співвідношення, з яких їх знаходять.
5. Поясніть з точки зору зонної теорії, що таке заборонена зона Δ Е напівпровідника?
6. Як за експериментально знайденим значенням , що відповідає “червоній межі” внутрішнього фотоефекту, можна визначити ширину забороненої зони Δ Е напівпровідника?

6.4. Лабораторна робота № 48