Порядок выполнения работы. 1. Подключить вилку сетевого шнура прибора к розетке с напряжением 220В

1. Подключить вилку сетевого шнура прибора к розетке с напряжением 220В.

2. Включить тумблер «Mains» (сеть), находящийся в ле-вой нижней части прибора. Дать прибору прогреться 10-15 минут.

3. Включить тумблер «Lamp» (лампа), находящийся там же. При этом должна загореться лампа накаливания в правой верхней части прибора. Прибор готов к работе. Уз-нать у инженера, какой образец (полупроводник или ди-электрик) установлен в камере.

4. Открыть крышку камеры образца и при открытой крышке проделать следующее:

4.1 переключатель рода работ поставить в положение «Dark current»,

4.2 установить нулевой прибор, находящийся на левой стороне передней панели прибора, в нулевое положение с помощью ручки «Dark current».

5. Закрыть крышку камеры образца. В дальнейшем во избежание ошибок ручку «Dark current» не трогать. После этой настройки прибор готов к измерениям.

Измерения проводятся в следующем порядке:

6. Ручкой «Wave length» установить длину волны. Шкала длин волн дана в нм (1 нм= 10^-9 м= 10 Ǻ). Начинать измерения с =1000 нм и продолжать, уменьшая каждый раз длину волны на 50 нм. В области, где начинает резко возрастать, измерения проводятся через 2 нм.

Внимание! Необходимо удостовериться, что ручка пере-ключения диапазона длин волн, находящаяся в камере образца, установлена в положение «красная точка». В том случае, если резкое возрастание начинается в области =560 нм, необходимо ручку переключения диапазона длин волн поставить в положение «синяя точка». После переклю-чения необходимо заново настроить темновой ток (повто-рить пункты 4, 5).

7. Переключатель рода работ поставить в положение «Check» (контроль), а толкатель образца поставить в поло-жение «2». При этом образец выводится из пучка и на фото-элемент падает свет интенсивностью I.

8. Ручкой «Slit»(щель) щелевой прибор устанавливается на нуль. При выполнении пунктов 7 и 8 прибор измерил ин-тенсивность света I₀ и запомнил ее.

9. Переключатель рода работ поставить в положение «Test» (опыт), а толкатель образца – в положение «1». При этом образец вводится в пучок, а на фотоэлемент падает свет интенсивностью I.

10. Ручкой «Reading» (отсчет) щелевой прибор устанав-ливается на нуль. При выполнении пунктов 9 и 10 прибор измеряет интенсивность света I, причем шкала отсчета, на-ходящаяся рядом с ручкой «reading», определяет сразу от-ношение I/I₀. Указанное в правой части отношение I/I₀ (в %) переписывают в тетрадь. В табл. 1 значения этого отноше-ния должны быть записаны в долях от единицы.

11. Ручкой «Wave length» устанавливают другую длину волны и повторяют пункты 7-10.

12. По окончании измерений выключить тумблер «Lamp», затем тумблер «Mains» и вынуть вилку сетевого шнура из розетки.

13. Все экспериментальные данные заносятся в табл. 1.

В указанной таблице последние два столбца рассчиты-ваются исходя из полученных данных. После заполнения всех столбцов таблицы необходимо построить график зави-симости (). По излому на графике определяется гранич-ная длина волны , а затем по формуле (5) вычисляется ширина запрещенной зоны . Величину представить в электронвольтах.

Таблица 1

№ п/п	, нм	доли единицы

Контрольные вопросы

1. Какое основное отличие проводимости полупроводни-ков от проводимости металлов?

2. Как образуются валентная зона и зона проводимости в полупроводниках?

3. Какие процессы происходят в полупроводниках при поглощении света?

4. Что такое собственный полупроводник?

5. Почему поглощение света собственным полупроводни-ком имеет пороговый характер?

6. Что определяет ширина запрещенной зоны в полупро-водниках?

7. Нелегированный полупроводник имеет ширину запре-щённой зоны, равную 4 эВ. В какой цвет окрасится плас-тинка из этого полупроводника? Длина волны видимого света лежит в интервале от 400 нм до 780 нм.

8. Нелегированный полупроводник имеет ширину запре-щённой зоны, равную 2 эВ. В какой цвет окрасится плас-тинка из этого полупроводника? Длина волны видимого света лежит в интервале от 400 нм до 780 нм.

9. Как получают полупроводники p –типа и n –типа?

10. Как располагаются на зонной схеме примесные уров-ни доноров и акцепторов?

11. В примесных полупроводниках появляются новые по-лосы поглощения. Как объясняется их происхождение?

12. Как определяется коэффициент поглощения света в те-лах?

13. Что такое собственное поглощение и примесное пог-лощение?

14. Какие фотоэлектрические явления наблюдаются в по-лупроводниках?

15. В чем состоит явление внутреннего фотоэффекта? Чем оно отличается от внешнего фотоэффекта?

16. В чем состоит фотовольтаический эффект?

17. Какой процесс является обратным по отношению к процессу термогенерации электронно-дырочной пары?

18. Какой процесс является обратным по отношению к процессу фотогенерации электронно-дырочной пары?

19. В чем состоит принцип действия светодиодов?

20. Что означает «темный ток» в фотоэлектрических при-борах?

21. Какими способами можно уменьшить темновой ток.

22. Какие параметры прибора изменяются при изменении ширины щели спектронома?

23. Как влияет на точность измерений изменение шири-ны щели спектронома?

24. Как влияет на точность измерений мощность источ-ника света (лампы накаливания)?

25. Как влияет на точность измерений толщина плас-тинки кристалла? Существует ли оптимальная толщина пластинки?

26. Можно ли на используемом в работе спектрономе измерить край собственного поглощения полупроводника с шириной запрещенной зоны =3,2 эВ и более?

27. Какие изменения нужно сделать в приборе, чтобы можно было измерять край собственного поглощения у кристаллов с шириной запрещенной зоны более 3,2 эВ?

28. При открывании или закрывании крышки камеры, где установлен образец, срабатывает микропереключатель. Ка-ково назначение этого микропереключателя?

29. Что происходит внутри прибора, когда эксперимен-татор вращает ручку «wave length» (длина волны)?

30. Во время проверки прибора было обнаружено, что отсчет длины волны дает 400 нм, а из выходного отверстия в камеру для образца проходит красный свет. Какие регули-ровки надо произвести, чтобы прибор давал правильное значение длины волны?

31. Длина волны видимого света лежит приблизительно в пределах 4000 Ǻ 8000 Ǻ. Прозрачное вещество имеет ширину запрещенной зоны =5 эВ. Каков цвет этого ве-щества?