Ορισμός: ημιαγωγοί είναι τα στερεά που έχουν χάσμα το οποίο όμως είναι αρκετά μικρό (E g

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Ορισμός: ημιαγωγοί είναι τα στερεά που έχουν χάσμα το οποίο όμως είναι αρκετά μικρό (E g"

Transcript

1 1. Ημιαγωγοί Υλη: 1.1 έως και 1.5, Παράρτημα Hall Ε. Κ. Παλούρα Ορισμός: ημιαγωγοί είναι τα στερεά που έχουν χάσμα το οποίο όμως είναι αρκετά μικρό (E g ev ) ώστε να έχουν μετρήσιμη αγωγιμότητα σε θερμοκρασίες μικρότερες από το σημείο τήξεως. Η ημιαγωγική συμπεριφορά ανακαλύφθηκε το 190 Το 1931 ο Pauli ( βραβείο Nobel 1945 μετά από πρόταση του Einstein) δήλωσε: "One shouldn't work on semiconductors, that is a filthy mess; who knows if they really exist!" Πιο ήταν το πρόβλημα? Οι ανεπιθύμητες προσμείξεις Το 1947 οι Shockley, Bardeen και Brattain κατασκεύασαν το πρώτο τρανζίστορ στα Bell Labs των ΗΠΑ. Κατηγορίες ημιαγωγών Στοιχειακοί : Si, Ge Δυαδικές ενώσεις III-V: GaAs, InP, AlAs κλπ Δυαδικές ενώσεις II-VI:ZnO, CdS, CdSe κλπ Τριαδικά κράματα (ternary alloys): x(alas)+(1-x)gaas Al x Ga 1-x As x(gap)+(1-x)(inp) Ga x In 1-x P 6/5/01 Σελίδα 1 από 9

2 Τετραδικά κράματα : Ga x In 1-x As y P 1-y Ημιαγωγοί ευρέως χάσματος : ZnSe, GaN, InN, AlN, Al x Ga 1-x N, In x Ga 1-x N κλπ Band-gap engineering Ημιαγωγοί II-VI & III-V Νιτρίδια της στήλης ΙΙΙ του περιοδικού πίνακα Η δομή των ημιαγωγών Το πλέγμα του διαμαντιού (Si, Ge, διαμάντι): fcc υποπλέγματα μετατοπισμένα μεταξύ τους κατά το 0,5 της διαγωνίου. Μέγιστη πυκνότητα επιστοίβαξης 74%. Η 4-εδρική δομή στο πλέγμα του διαμαντιού 6/5/01 Σελίδα από 9

3 Το πλέγμα του GaAs (ZnS, InP, c-gan, c-sic): Δομή zincblende ZnS/σφαλερίτη που συνίσταται από πλέγμα διαμαντιού όπου τα υποπλέγματα καταλαμβάνονται από διαφορετικά άτομα (κάθε άτομο περιβάλλεται τετραεδρικά από 4 άτομα του άλλου υποπλέγματος). Μέγιστη πυκνότητα επιστοίβαξης 34%. 4σθενή άτομα Ομοιπολικοί δεσμοί και υβριδισμός sp 3 που χαρακτηρίζεται από σταθερές & άκαμπτες γωνίες Δεσμοί: Oι ημιαγωγοί III-V σχηματίζουν ετεροπολικούς δεσμούς που είναι κυρίως ομοιοπολικοί αλλά έχουν και ιοντική συνιστώσα. O ετεροπολικός χαρακτήρας των δεσμών οφείλεται στη διαφορετική ηλεκτραρνητικότητα των στοιχείων που συμμετέχουν στο δεσμό, με αποτέλεσμα την ασύμμετρη κατανομή φορτίου (μεταφορά φορτίου) μεταξύ των ατόμων. Tο ποσοστό του ιονικού χαρακτήρα του δεσμού που σχηματίζεται μεταξύ των ατόμων A και B δίδεται από την σχέση: % ιοντικός χαρακτήρας = x A x exp B 4 όπου x A και x B είναι οι ηλεκτραρνητικότητες των δύο στοιχείων. Παράδειγμα: Στον ημιαγωγό GaAs, το άτομο του As με τη μεγαλύτερη ηλεκτραρνητικότητα (x As =.0) έχει αρνητικό φορτίο ίσο προς -0.46e, ενώ το άτομο του Ga (x Ga =1.8) έχει αντίστοιχα θετικό φορτίο ίσο προς 0.46e. Στους ημιαγωγούς το χάσμα Ε g μεταξύ της ταινίας σθένους (ΤΑ) και της ταινίας αγωγιμότητος (ΤΑ) δεν είναι πολύ μεγάλο (π.χ. 1eV) ακόμη και σε χαμηλές Τ ένα μικρό κλάσμα των ηλεκτρονίων μεταπίπτουν από την ΤΣ στην ΤΑ μπορούν να άγουν το ηλεκτρικό ρεύμα 6/5/01 Σελίδα 3 από 9

4 Tο ποσοστό των ηλεκτρονίων που μπορούν να διεγερθούν θερμικά είναι της τάξης του exp (-E g /k B T) το χάσμα καθορίζει το εάν ένα στερεό είναι καλός ή κακός αγωγός. Παράδειγμα : Στη θερμοκρασία δωματίου (k B T=5meV) Σε στερεό με χάσμα E g =4eV το ποσοστό των ηλεκτρονίων που μπορούν να διεγερθούν θερμικά είναι της τάξης του exp(-e g /k B T) e σε στερεό με τόσο μεγάλο χάσμα τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να διεγερθούν από την TΣ στη TA. Όταν E g =0.5 ev τότε exp(-e g /k B T) e η αγωγιμότητα είναι μετρήσιμη. Tυπικές τιμές της ειδικής αντίστασης και αγωγιμότητας για μέταλλα, ημιαγωγούς και μονωτές. Προσμείξεις: Ξένα άτομα προς τον μητρικό ημιαγωγό, με διαφορετικό σθένος, που όταν προστεθούν στον ημιαγωγό σε μικρές συγκεντρώσεις και καταλάβουν πλεγματικές θέσεις τροποποιούν με ελεγχόμενο τρόπο την αγωγιμότητα του. 6/5/01 Σελίδα 4 από 9

5 Σχ Ενεργειακά διαγράμματα για ένα μέταλλο, έναν ημιαγωγό και έναν μονωτή. Τα μέταλλα έχουν μία μερικώς γεμάτη ταινία ακόμη και σε θερμοκρασία Τ=0 Κ (Η E F βρίσκεται μέσα σε μία μισογεμάτη ταινία). Στους ημιαγωγούς και τους μονωτές η E F βρίσκεται μέσα στο χάσμα. 1.1 Δεδομένα για Ορισμένους Σημαντικούς Ημιαγωγούς. Επίδραση της θερμοκρασίας στο χάσμα Στους στοιχειακούς ημιαγωγούς σχηματίζονται τετραεδρικά τροχιακά sp 3, τα οποία για μήκος δεσμού κοντά στην κατάσταση ισορροπίας, διαχωρίζονται σε δεσμικά και αντιδεσμικά μοριακά τροχιακά που αντιστοιχούν στις ΤΣ και ΤΑ αντίστοιχα.. Εικ Στην απόσταση ισορροπίας r 0 εμφανίζεται το χάσμα E g. Αυξανομένης της θερμοκρασίας η πλεγματική σταθερά αυξάνει λόγω θερμικής διαστολής το χάσμα μικραίνει. Ένας ακριβέστερος χειρισμός του φαινομένου θα έπρεπε να περιλαμβάνει και την επίδραση των δονήσεων του πλέγματος. Η μεταβολή του Ε g συναρτήσει της θερμοκρασίας δίνεται από την εμπειρική σχέση E g (T) E g (0) T T, όπου α & β σταθερές. Η μεταβολή του E g σημαντική μεταβολή στη συγκέντρωση των φορέων 6/5/01 Σελίδα 5 από 9

6 Μεταβολή του E g συναρτήσει της Τ (0-600K) Ημιαγωγός E g (300K) E g (0K) Ge Si GaAs Μεταβολή της συγκέντρωσης φορέων συναρτήσει της Τ ημιαγωγός n i (cm -3 ) n i (cm -3 ) Ge 5x10 10 (0Κ) (450Κ) Si 10 5 (00K) (700K) GaAs 10 5 (70K) 4x10 14 (700K) Η ενδογενής συγκέντρωση φορέων στο Si μεταβάλλεται από cm -3. Οι ηλεκτρονικές ταινίες Ε(k) των ημιαγωγών διαφέρουν μεταξύ τους επειδή σχηματίζονται από διαφορετικά ατομικά τροχιακά (κυματοσυναρτήσεις 3s, 3p σε σύγκριση με τις 4s, 4p). 6/5/01 Σελίδα 6 από 9

7 Σχ.1.. Η δομή ταινιών του Si και του Ge όπως υπολογίστηκε από προσομοίωση πειραματικών δεδομένων όπως το E g, η θέση των κρίσιμων σημείων και οι m *. Στο Ge είναι εμφανής ο διαχωρισμός Δ των ταινιών σθένους λόγω αλληλεπίδρασης του spin με το μαγνητικό πεδίο του πυρήνα (spin-orbit splitting). Στο Si Δ=0.044 ev ενώ στο Ge Δ=0.9 ev. Πιο αναλυτικά: Ημιαγωγοί αμέσου (ευθέως) και έμμεσου χάσματος Ταινία σθένους 1. Μέγιστο στο κέντρο της ζώνης (k=0). Ταινίες των ελαφρών & βαρέων οπών (εκφυλισμένες στο k=0) 3. Ταινία split-off: αλληλεπίδραση spin του e & μαγνητικού πεδίου του πυρήνα Ζ 4. Κοντά στο κέντρο της ζώνης σφαιρική συμμετρία παραβολική προσέγγιση το σχήμα και η καμπυλότητα των ταινιών είναι ανεξάρτητη του προσανατολισμού m* d E dk 6/5/01 Σελίδα 7 από 9

8 Δομή ταινιών επιλεγμένων ημιαγωγών. Στο Si η splitt-off βρίσκεται μόνον 0.044eV κάτω από το ελάχιστο της TΣ στους 300Κ συνεισφέρει σημαντικό αριθμό φορέων στη TA. Ταινία αγωγιμότητας. H TA αποτελείται από επί μέρους ταινίες τα απόλυτα ελάχιστα των οποίων είναι εντοπισμένα είτε στο k=0 (GaAs), είτε κατά μήκος μιας των διευθύνσεων υψηλής συμμετρίας (Si, Ge). Στο Ge το ελάχιστο της TA απαντάται στο όριο της ZB κατά μήκος της διεύθυνσης <111>. Συνολικά υπάρχουν 8 ισοδύναμα ελάχιστα της TA 8 ισοδύναμες διευθύνσεις <111>. Tα υπόλοιπα ελάχιστα της TA εμφανίζονται σε υψηλότερες ενέργειες και συνήθως έχουν μηδενικό πληθυσμό ηλεκτρονίων. 6/5/01 Σελίδα 8 από 9

9 Tο απόλυτο ελάχιστο στο Si εμφανίζεται σε k0.8(π/α) κατά μήκος της <100>. Συνολικά υπάρχουν 6 ισοδύναμα ελάχιστα. Το GaAs είναι ημιαγωγός ευθέως χάσματος. Tο απόλυτο ελάχιστο της TA στο GaAs εμφανίζεται στο k=0. δυνατόν να αγνοηθεί. To ελάχιστο στο σημείο L (κατά μήκος της <111>), βρίσκεται μόνο 0.9eV επάνω από το απόλυτο ελάχιστο (σημείο Γ) και σε υψηλές θερμοκρασίες έχει σημαντικό πληθυσμό ηλεκτρονίων που δεν είναι H ενεργός μάζα των ηλεκτρονίων στη κοιλάδα Γ είναι 0.067mo ενώ στην L είναι 0.55mo. Στην παραβολική προσέγγιση οι επιφάνειες σταθερής ενέργειας είναι ελλειψοειδή γύρω από τις διευθύνσεις [111] για το Ge ή [100] για το Si (8 και 6 ισοδύναμες διευθύνσεις, αντίστοιχα). 6/5/01 Σελίδα 9 από 9

10 Η εξίσωση του ελλιψοειδούς σε καρτεσιανές συντεταγμένες είναι Ελλειψοειδή στην ΤΑ του Si. Ταινία αγωγιμότητος : Στους κυβικούς ημιαγωγούς οι επιφάνειες σταθερής ενέργειας είναι ελλειψοειδή εκ περιστροφής με m 3 =m l (διαμήκης ενεργός μάζα) και m 1 =m =m t (εγκάρσια διαμήκης μάζα σε διεύθυνση κάθετη προς τον κύριο άξονα) στην αναπαράσταση κυρίων αξόνων (για το Si και το Ge είναι οι [100] και [111], αντίστοιχα) οι επιφάνειες σταθερής ενέργειας των ηλεκτρονίων αγωγιμότητας είναι E( k ) όπου k x m * t και k m y * t kz m * l ή (1.1) m* l είναι οι εγκάρσιες και διαμήκεις ενεργοί μάζες, αντίστοιχα. Το μηδέν της κλίμακος της ενέργειας ορίζεται στο μέγιστο της ταινίας σθένους. Τις τιμές της ενεργού μάζας m * t και m* l των ηλεκτρονίων μπορούμε να τις μετρήσουμε με συντονισμό κύκλοτρον. Οι m * t και m * l για το Si και το Ge. Si Ge * m t m o * m l mo /5/01 Σελίδα 10 από 9

11 Ημιαγωγοί ΙΙΙ-V: Ημιαγωγικές ιδιότητες εμφανίζουν και άλλα υλικά με τετραεδρική δομή (δηλ. με υβριδισμό sp 3 ) π.χ. οι ημιαγωγοί III-V : InSb, InP, GaP, GaAs, GaSb και AlSb. Σε αυτούς τους ημιαγωγούς οι δεσμοί έχουν μεικτό ιοντικό και ομοιοπολικό χαρακτήρα. Οι πιο σημαντικοί ημιαγωγοί III-V έχουν ευθύ χάσμα. (Εξαίρεση αποτελούν οι GaP και το AlSb) Ημιαγωγοί ΙΙ-VI: ZnO, ZnS, CdS, CdSe και CdTe (με E g που στους 300 Κ κυμαίνεται στην περιοχή 1,45-3,6 ev). Σε αυτά τα υλικά οι δεσμοί έχουν μεικτό ιοντικό-ομοιοπολικό χαρακτήρα, αλλά με ιοντική συνιστώσα μεγαλύτερη αυτής που απαντάται στους ημιαγωγούς III-V. Η τοπική δομή είναι τετραεδρική (sp 3 ). 1. Πυκνότητα φορέων φορτίου σε ενδογενείς ημιαγωγούς. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα σ ενός ημιαγωγού είναι: e nn p p e (1.) όπου * m Σε αντίθεση με τα μέταλλα, η αγωγιμότητα των ημιαγωγών εξαρτάται ισχυρά από την θερμοκρασία λόγω μετάπτωσης φορέων από την ΤΣ στην ΤΑ που ισχυρή Τ-εξάρτηση των συγκεντρώσεων n και p. Σε πρώτη προσέγγιση αγνοείται η ενεργειακή εξάρτηση (από το k) των μ n και μ p διότι μπορούμε να θεωρήσουμε ότι υπάρχουν φορείς μόνον στην παραβολική περιοχή των ταινιών όπου οι m * n και m * p είναι σταθερές. Οι ημιαγωγοί ονομάζονται ενδογενείς όταν ελεύθερα ηλεκτρόνια και οπές δημιουργούνται μόνον με ηλεκτρονικές διεγέρσεις από την ΤΣ στην ΤΑ.. Η κατάληψη των ενεργειακών σταθμών υπακούει στη στατιστική Fermi f(e,t), δηλ. n D E C c( E ) f ( E,T ) de (1.3α) 6/5/01 Σελίδα 11 από 9

12 E V p DV ( E )[ 1 f ( E,T )] de Ε. Κ. Παλούρα (1.3β) Οι συναρτήσεις D C (E) και D V (E) είναι οι πυκνότητες καταστάσεων στις ταινίες αγωγιμότητας και σθένους, αντίστοιχα. Στην παραβολική προσέγγιση (m * =σταθερή) ισχύει: * 3 (1.4α) m n για Ε>Ε C D ( E ) c D ( E ) v 3 m * 3 p 3 E E E v c E για Ε<Ε V (1.4β) Μέσα στο χάσμα η πυκνότητα καταστάσεων είναι μηδενική. Επειδή το εύρος της συνάρτησης Fermi (kt) σε κανονικές θερμοκρασίες είναι μικρό σε σύγκριση με το Ε g η f (E,T) μπορεί να προσεγγιστεί μέσα στις ταινίες (Ε>Ε C και Ε<Ε V ) με στατιστική Boltzmann, δηλ. για την ταινία αγωγιμότητας: E E exp E E kt exp F 1 kt 1 F Αποδεικνύεται ότι: C E E n N C F eff exp kt p N V eff exp E V E kt F <<1 για Ε-Ε F >>kt (1.5) (1.8α) (1.8β) 6/5/01 Σελίδα 1 από 9

13 * 3 C Οι προ-εκθετικοί παράγοντες m kt N n eff και h 3 * V mpkt N eff ονομάζονται ενεργοί πυκνότητες καταστάσεων. h Με την χρήση των N C eff και N V eff μπορούμε να προσεγγίσουμε την ΤΑ ( ή τη ΤΣ) με ένα μόνο ενεργειακό επίπεδο E C (E V ) (δηλ. το ακρότατο της ταινίας) με πυκνότητα καταστάσεων C N eff ( V eff N ). Από τις σχέσεις (1.8α, β) : C V Eg n p N eff N eff e kt 3 kt 4 * * 3 Eg kt m m e n p (1.9) όπου E g =E C -E V Σύμφωνα με τον νόμο δράσης μαζών: np n i και για ενδογενή ημιαγωγό (n i =p i ) C V Eg ni pi N N eff eff exp kt ή (1.10) ni pi 3 kt * * 3 4 Eg mnmp exp kt υπολογισμός του E g Πίνακας 1.4. Το χάσμα E g και η ενδογενής συγκέντρωση φορέων n i για το Ge, το Si και το GaAs. E g (300K) [ev] n i (300K) [cm -3 ] Ge x10 13 Si x10 10 GaAs x10 7 6/5/01 Σελίδα 13 από 9

14 Tο επίπεδο Fermi σε δεδομένη Τ βρίσκεται σε θέση που εξασφαλίζει την ηλεκτρική ουδετερότητα, δηλ. V * (1.13) E C EV kt N eff Eg 3 m p E ln F kt ln C 4 * N eff mn όταν οι V eff C eff N N και m* * n m p (δηλαδή οι ΤΣ και ΤΑ έχουν την ίδια καμπυλότητα) τότε το επίπεδο Fermi σε ενδογενή ημιαγωγό βρίσκεται στο μέσον του χάσματος για όλες τις θερμοκρασίες. Σχ.1.5. (α) Συνάρτηση Fermi f(e), πυκνότητα καταστάσεων D(E) και συγκεντρώσεις ηλεκτρονίων και οπών στις ΤΑ και ΤΣ για την περίπτωση ίσης πυκνότητας καταστάσεων. (β) Οταν οι ΤΑ και ΤΑ έχουν διαφορετική V C πυκνότητα καταστάσεων ( Neff Neff και οι * * m n m p ) η E F μετακινείται μέσα στο χάσμα και εμφανίζει ασθενή θερμοκρασιακή έτσι ώστε να ισχύει n=p. 6/5/01 Σελίδα 14 από 9

15 1.3 Ημιαγωγοί με Προσμείξεις. Προσμείξεις είναι ηλεκτρικώς ενεργά άτομα, με σθένος διαφορετικό από αυτό του μητρικού υλικού και εισάγονται σκόπιμα στους ημιαγωγούς με στόχο τον ακριβή έλεγχο της συγκέντρωσης φορέων σε επίπεδα κατάλληλα για την λειτουργία των διατάξεων. Δότες (5-σθενή άτομα στο Si) ονομάζονται οι προσμείξεις που αποδίδουν ηλεκτρόνια στην ΤΑ ενώ οι αποδέκτες (3-σθενή άτομα) αποδέχονται e από την ΤΑ έτσι ώστε να μπορούν να σχηματιστούν οι τετραεδρικοί δεσμοί. Παράδειγμα: η ενδογενής συγκέντρωση φορέων n i στο Si είναι πολύ μικρή (1.5x10 10 cm -3 στους 300 K) δεν είναι ικανοποιητική για την λειτουργία ημιαγωγικών διατάξεων. Οι ανεπιθύμητες προσμείξεις εισάγονται από το περιβάλλον ανάπτυξης και ο έλεγχος τους είναι δύσκολος. Στους περισσότερους ημιαγωγούς δεν είναι δυνατή η παρατήρηση ενδογενούς αγωγιμότητας στους 300Κ. Οι μικρότερες συγκεντρώσεις προσμείξεων που επιτυγχάνονται σήμερα σε μονοκρυστάλλους ημιαγωγών είναι της τάξης μεγέθους 10 1 cm -3. Αριθμητικό παράδειγμα: Το Ge έχει ενδογενή συγκέντρωση φορέων n i της τάξης των.4x10 1 cm -3 (στους 300 Κ). Αναπτύσσεται αρκετά καθαρό ώστε να παρατηρείται ενδογενής αγωγιμότητα σε θερμοκρασία δωματίου. Στο Si (n i =1.5x10 10 cm -3 στους 300K) δεν παρατηρείται ενδογενής αγωγιμότητα σε θερμοκρασία δωματίου λόγω της παρουσίας ανεπιθύμητων προσμείξεων σε συγκέντρωση >n i. Στο GaAs η ενδογενής συγκέντρωση φορέων είναι n i =5x10 7 cm -3 ενώ στους πιο καθαρούς μονοκρυστάλλους η πυκνότητα φορέων cm -3 (στους 300 K). 6/5/01 Σελίδα 15 από 9

16 Σχ.1.6 α. Σχηματική αναπαράσταση της επίδρασης ενός δότη (στο πλέγμα του Si. Το πεντασθενές άτομο του P αντικαθιστά στο πλέγμα ένα άτομο Si. Το 5 ο ηλεκτρόνιο του P δεν συμμετέχει σε δεσμό είναι ασθενώς συνδεδεμένο. Η ενέργεια δέσμευσής του μπορεί να εκτιμηθεί αν περιγράψουμε το σύστημα σαν ένα άτομο υδρογόνου που περιβάλλεται από διηλεκτρικό μέσο. Η πρώτη ακτίνα Bohr του τροχιακού της πρόσμειξης είναι περίπου δέκα φορές μεγαλύτερη από την πλεγματική σταθερά. Παράδειγμα: Γιατί ένα 5-σθενές άτομο (π.χ. P, As ή Sb με ηλεκτρονική δομή της εξωτερικής στοιβάδας s p 3 ) που αντικαθιστά 1 άτομο Si στο πλέγμα του Si (με ηλεκτρονική δομή της εξωτερικής στοιβάδας 3s 3p ) λειτουργεί σαν δότης? Στον σχηματισμό του sp 3 υβριδικού συμμετέχουν μόνον τα s p ηλεκτρόνια του 5-σθενούς ατόμου ενώ το επί πλέον ηλεκτρόνιο του τροχιακού p που δεν μπορεί να συμμετάσχει στον sp 3 δεσμό είναι ασθενώς δεσμευμένο στον θετικώς φορτισμένο και 4-εδρικώς συναρμοσμένο πυρήνα του δότη που μπορεί να περιγραφεί ως ένας θετικώς φορτισμένος μονοσθενής πυρήνας στον οποίο δεσμεύεται ένα ηλεκτρόνιο. Το 5 ο ηλεκτρόνιο μπορεί να αποσπασθεί από τον πυρήνα, να διεγερθεί από την πρόσμειξη στην ταινία αγωγιμότητος και να κινηθεί ελεύθερα μέσω του πλέγματος και. Υπολογισμός της ενέργειας ενεργοποίησης των δοτών Το άτομο του δότη μπορεί να περιγραφεί ως ένα υδρογονικό κέντρο στο οποίο η ελκτική δύναμη Coulomb, που ασκείται ανάμεσα στον πυρήνα και το ηλεκτρόνιο σθένους, θωρακίζεται από την παρουσία ηλεκτρονίων του Si που βρίσκονται στην γειτονία του. Η θωράκιση του ατόμου του δότη από το Si που το περιβάλει εισάγεται με την διηλεκτρική συνάρτηση του Si (ε Si =11.7) στο μοντέλο του ατόμου του υδρογόνου. 6/5/01 Σελίδα 16 από 9

17 Τα ενεργειακά επίπεδα για την σειρά Rydberg του ατόμου του υδρογόνου δίδονται από την σχέση (1.14) και 4 (1.14) H e me 1 En 4 n Για το επίπεδο n=1 η ενέργεια ιονισμού είναι 13.6 ev. 1) Για το άτομο του P που είναι δότης, πρέπει να αντικαταστήσουμε την m e με την ενεργό μάζα m* n του ηλεκτρονίου αγωγιμότητας στο Si και την διηλεκτρική σταθερά ε o του κενού με την ε ο ε Si. (ε Si =11.7). Επομένως η 4 m * n e E 4 είναι μικρότερη αυτής που αντιστοιχεί Si στο άτομο του υδρογόνου κατά Si m * n m η ενέργεια ιονισμού E d του δότη είναι ~30 mev δηλ. ενεργειακή στάθμη E D του ηλεκτρονίου του δότη στην δέσμια κατάσταση βρίσκεται 30 mev κάτω από την ακμή της ταινίας αγωγιμότητας E C. Στο Ge ε Ge =15.8 και m * n ~0.1m e Ε d (Ge)6 mev<ε d (Si). Σχ Ποιοτική αναπαράσταση των ενεργειακών σταθμών δοτών και αποδεκτών ως προς τα ακρότατα των ταινιών (E C και E V ). Με E d και E a συμβολίζονται οι ενέργειες ιονισμού των δοτών και αποδεκτών, αντιστοίχως. Απεικονίζονται μόνον οι βασικές καταστάσεις των ατόμων των προσμείξεων. 6/5/01 Σελίδα 17 από 9

18 Ανάμεσα την βασική κατάσταση της πρόσμειξης και την ακμή της ΤΑ υπάρχει μία σειρά από διηγερμένες καταστάσεις για n>1 στην E H n 4 e m 1 e. n 4 Η απόσταση μεταξύ των διηγερμένων καταστάσεων μειώνεται αυξανομένης της ενέργειας και τελικώς συμπίπτουν με το συνεχές της ταινίας αγωγιμότητας. Η ενέργεια των διηγερμένων καταστάσεων μπορεί να προσδιοριστεί από οπτικά φάσματα. Σχ.1.8. Φάσματα οπτικής απορρόφησης του δότη Sb σε Ge. Οι μετρήσεις έγιναν στους 9 Κ. Οι ταινίες για Ε<9.6meV σε διεγέρσεις από την βασική κατάσταση σε υψηλότερες, διηγερμένες καταστάσεις. Για Ε>9.6 mev τα ηλεκτρόνια διεγείρονται στο συνεχές της ταινίας αγωγιμότητας. Πίνακας 1.5. Ενέργειες ιονισμού E d για αντιπροσωπευτικούς δότες σε Si και Ge. P [mev] As [mev] Sb [mev] Si Ge Λόγω της θωράκισης η κυματοσυνάρτηση εκτείνεται σε πολλές πλεγματικές σταθερές. Η ακτίνα του τροχιακού είναι (1.15) h r s m * n 6/5/01 Σελίδα 18 από 9

19 αύξηση της ακτίνας κατά παράγοντα ε s (1 για το Si) σε σύγκριση με ακτίνα Bohr του υδρογόνου. Επομένως το δέσμιο ηλεκτρόνιο σθένους που προέρχεται από το άτομο του δότη εκτείνεται σε περίπου 10 3 πλεγματικές θέσεις. Πίνακας 1.6. Ενέργειες ιονισμού E a αποδεκτών σε Si και Ge. Β [mev] Al [mev] Ga [mev] In [mev] Si Ge Πυκνότητες Φορέων σε Ημιαγωγούς με Προσμείξεις Ένα ηλεκτρόνιο στην ΤΑ ενός ημιαγωγού με προσμείξεις μπορεί να προέρχεται είτε από την ταινία σθένους είτε από τον ιονισμό ενός δότη. Παρομοίως, μία οπή στην ταινία σθένους θα μπορούσε να αντιστοιχεί είτε σε ένα ηλεκτρόνιο στην ταινία αγωγιμότητος είτε σε έναν αρνητικώς φορτισμένο (ιονισμένο) αποδέκτη. Για ένα μη-εκφυλισμένο ημιαγωγό, η κατάληψη των ταινιών αγωγιμότητας και σθένους διέπεται από την προσέγγιση Boltzmann (1.8α,β) C E E n N C F eff exp kt p N V eff exp E V E kt ενώ ισχύει και ο νόμος δράσης μαζών (1.9) F (1.8α) (1.8β) n p N C eff N V eff e Eg / kt Στους ημιαγωγούς με προσμείξεις ισχύει 6/5/01 Σελίδα 19 από 9

20 N N D A Ε. Κ. Παλούρα N N N (1.17α, β) N D A o D o A και η θέση της E F ελέγχεται από τη συνθήκη ουδετερότητος ηλεκτρικού φορτίου, η οποία λαμβάνει υπ όψιν της το φορτίο των προσμείξεων. Σε έναν ομογενή ημιαγωγό ισχύει: (1.16) n N A p N D Για Τ>0Κ (ή kt>e a ) όλες οι προσμείξεις είναι ιονισμένες n N p A N D Σχ.1.9. Οι συνολικές συγκεντρώσεις N D και N A των δοτών και αποδεκτών δίνονται από τις σχέσεις o N D N D N D και o N A N A N A Τα ηλεκτρόνια στην TA (πυκνότητα n) και των οπών στην ΤΣ (πυκνότητα p) προέρχονται είτε από διαταινιακές διεγέρσεις είτε από προσμείξεις. Θερμοκρασιακή εξάρτηση της συγκέντρωσης φορών σε ημιαγωγό τύπου n. Η παρακάτω ανάλυση γίνεται για ημιαγωγό τύπου n, στον οποίο υπάρχουν μόνον δότες. Αποδεικνύεται ότι Ι) εάν η θερμοκρασία Τ είναι τόσο χαμηλή ώστε οι φορείς είναι «παγωμένοι» στα άτομα των προσμείξεων (περιοχή freeze-out): n N D N C eff e E d / kt Πρέπει να σημειωθεί η ομοιότητα με την σχέση για ενδογενή ημιαγωγό: C V Eg ni pi Neff Neff exp kt 6/5/01 Σελίδα 0 από 9

21 ΙΙ) Σε θερμοκρασίες Τ όπου όλες οι προσμείξεις είναι ιονισμένες (περιοχή κορεσμού) n N D ά ΙΙΙ) Σε ακόμη υψηλότερες θερμοκρασίες η συγκέντρωση των ηλεκτρονίων που διεγείρονται από την ΤΣ στην ΤΑ αυξάνει δραματικά και είναι >>> από την ηλεκτρονική πυκνότητα λόγω των προσμείξεων. Σε αυτή την περιοχή το n-τύπου υλικό συμπεριφέρεται σαν ενδογενής ημιαγωγός και αυτή η περιοχή της συγκέντρωσης των ηλεκτρονίων ονομάζεται ενδογενής. Μεταβολή της συγκέντρωσης φορέων συναρτήσει της θερμοκρασίας σε ημιαγωγό τύπου N. Σχ (α) Ποιοτική αναπαράσταση της n(τ) (σε σύστημα αξόνων logn-1/t) στην ΤΑ ημιαγωγού τύπου n για δύο διαφορετικές συγκεντρώσεις δοτών N D N D. Το εύρος του χάσματος είναι E g και E d είναι η ενέργεια ιονισμού των δοτών. (β) Ποιοτική θερμοκρασιακή εξάρτηση της Ε F (T). E C και E V είναι τα ακρότατα της ταινίας αγωγιμότητας και σθένους, αντίστοιχα, E D είναι η στάθμη του δότη και E i είναι η στάθμη Fermi του ενδογενούς ημιαγωγού. Σε n-si με προσμείξεις P=3x10 14 cm -3, η περιοχή κορεσμού εκτείνεται στην περιοχή Κ στους 300Κ όλοι οι δότες είναι ιονισμένοι. 6/5/01 Σελίδα 1 από 9

22 Συγκέντρωση φορέων (logn) συναρτήσει του (1/Τ) για ημιαγωγό με προσμείξεις. Παρατηρούνται περιοχές κορεσμού. Τα σύμβολα SD (shallow donor) και DD (deep donor) αντιστοιχούν σε ρηχούς και βαθείς δότες αντίστοιχα. Στην περιοχή θερμοκρασιών που σημειώνεται με το βέλος έχουν ιονιστεί πλήρως τόσο οι SD όσο και οι DD. Σχ Η συγκέντρωση n των ελεύθερων ηλεκτρονίων σε n-ge (μετρήσεις Hall) με συγκέντρωση δοτών N D στην περιοχή έως cm -3. Η διακεκομμένη γραμμή περιοχή ενδογενούς συμπεριφοράς. Εκφυλισμένοι ημιαγωγοί Όταν n ή p > cm -3 τα άτομα των προσμείξεων δεν μπορούν να θεωρηθούν απομονωμένα και οι κυματοσυναρτήσεις των ηλεκτρονίων των δοτών αλληλεπικαλύπτονται σημαντικά διεύρυνση των σταθμών E D ή/και E A σε ταινίες και την εμφάνιση "ουράς" (tailing) στον πυθμένα και την κορυφή των ΤΣ και ΤΑ, αντίστοιχα ελάττωση του χάσματος. 6/5/01 Σελίδα από 9

23 Η θέση της E F συναρτήσει της συγκέντρωσης των προσμείξεων σε ημιαγωγό τύπου n και p. Στους εκφυλισμένους ημιαγωγούς η συγκέντρωση των φορέων πλειονότητας μπορεί να υπολογισθεί εάν θεωρήσουμε ότι όλα τα άτομα των προσμείξεων είναι ιονισμένα και επομένως nnd ή pna. (Η συγκέντρωση φορέων μειονότητας και η θέση της E F δεν είναι δυνατόν να υπολογιστούν από τις σχέσεις που συζητήσαμε) Η Αγωγιμότητα των Ημιαγωγών Η πυκνότητα ρεύματος j σε έναν ισότροπο ημιαγωγό (η σ είναι αριθμητικό μέγεθος) δίνεται από την σχέση j e n p (1.30) n p Γνωρίζουμε ότι η ευκινησία επηρεάζεται από γεγονότα σκέδασης q cm m Vs Κύριοι Μηχανισμοί σκέδασης Αποδεικνύεται ότι: Πλέγμα T Ιονισμένες προσμείξεις & φορτισμένες ατέλειες δομής ph def 1 tot 3 3 T N def 1 6/5/01 Σελίδα 3 από 9

24 Η σκέδαση από το πλέγμα είναι σημαντική σε υψηλή Τ Η σκέδαση από τις προσμείξεις δεν είναι σημαντική σε υψηλή Τ επειδή οι φορείς κινούνται ταχύτατα και παραμένουν στο δυναμικό της πρόσμειξης ελάχιστο χρόνο. Σχ.1.1. Σχηματική αναπαράσταση της θερμοκρασιακής εξάρτησης της ευκινησίας μ για ημιαγωγό στον οποίο η σκέδαση οφείλεται σε φωνόνια (υψηλή Τ) και φορτισμένες προσμείξεις (χαμηλή Τ). Σε υψηλή θερμοκρασία ο σημαντικός μηχανισμός σκέδασης είναι από το πλέγμα. Σε χαμηλές συγκεντρώσεις φορέων κυριαρχεί η σκέδαση από το 3 πλέγμα T. ph Σε υψηλή συγκέντρωση φορέων μ σταθερή. Γιατί? η σκέδαση από τις ιονισμένες προσμείξεις ελαττώνεται με την Τ ενώ η σκέδαση από το πλέγμα αυξάνεται οι συνιστώσες σχεδόν αλληλοαναιρούνται εκλείπει η έντονη Τ-εξάρτηση. 6/5/01 Σελίδα 4 από 9

25 Σχ Η αγωγιμότητα σ(τ) δείγματος n-ge με συγκέντρωση N D cm -3. Παρατηρούμε την παρόμοια συμπεριφορά των σ(τ) και μ(τ). Ισχυρά ηλεκτρικά πεδία. Μέχρι τώρα θεωρήσαμε την ωμική συμπεριφορά σε σχετικώς μικρά ηλεκτρικά πεδία Ε όπου η υ D Ε (ισχύει για Ε x10 3 V/cm) ενώ η ευκινησία μ=υ D /Ε = σταθερή. Στις μοντέρνες διατάξεις ημιαγωγών με διαστάσεις < των μm τα ηλεκτρικά πεδία είναι συχνά > των 10 5 V/cm και ο νόμος του Ohm δεν ισχύει αφού η μέση υ D δεν είναι πλέον ανάλογη της έντασης του πεδίου Σε ισχυρότερα πεδία η υ D φθάνει σε σημείο κορεσμού στην τιμή 10 7 cm/s για το Si και το Ge. Η ενέργεια που μεταφέρεται συνεχώς από το ηλεκτρικό πεδίο στους φορείς χάνεται ουσιαστικά μέσω σκεδάσεων των φωνονίων και επομένως μετατρέπεται σε θερμότητα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τον κορεσμό της ταχύτητας ολίσθησης. Αρνητική διαφορική αγωγιμότητα j E end / E 0 παρατηρείται σους ημιαγωγούς ευθέως χάσματος GaAs, InP και GaN υπό την επίδραση ισχυρών πεδίων. Στην περιοχή των ασθενών πεδίων (<10 3 V/cm) τα ηλεκτρόνια έχουν μεγάλη ευκινησία λόγω της μικρής ενεργού μάζας που στο GaAs είναι ίση προς 0.068m o στο k=0. 6/5/01 Σελίδα 5 από 9

26 Σχ Η υ D στους 300 Κ συναρτήσει του ηλεκτρικού πεδίου E. Τα δεδομένα για το Si και το GaAs κρυσταλλικά δείγματα υψηλής καθαρότητας. Σημειώνεται ότι το Si και το GaAs έχουν συγκρίσιμη υ D κορεσμού σε ισχυρά πεδία. Επομένως, το πλεονέκτημα της υψηλής ευκινησίας του GaAs σε ασθενή πεδία σε σύγκριση με το Si χάνεται σε διατάξεις μικρών διαστάσεων στις οποίες αναπτύσσονται σχετικώς υψηλά πεδία. Στο GaAs όταν τα ηλεκτρόνια επιταχυνθούν σε υψηλότερη κινητική ενέργεια αρχίζει αποτελεσματική σκέδαση φωνονίων από το ελάχιστο στο Γ στα ελάχιστα L και X όπου τα e έχουν μεγαλύτερη ενεργό μάζα. Επομένως η μ και η μέση υ D μειώνονται. Όταν το Ε>3x10 5 V/cm, τα e στις κοιλάδες L και X επιταχύνονται και η υ D αυξάνεται E, όμως με πολύ μικρότερη μ από ότι στην περιοχή χαμηλού πεδίου Σε εξαιρετικά ισχυρά πεδία (Ε>10 5 V/cm) αρχίζει το φαινομένο χιονοστοιβάδος. Τα επιταχυνόμενα ηλεκτρόνια κερδίζουν αρκετή ενέργεια ώστε να μπορούν να διεγείρουν ολοένα και περισσότερα ηλεκτρόνια από την ΤΣ στην ΤΑ η αγωγιμότητα του ημιαγωγού αυξάνει απότομα λόγω του πολλαπλασιασμού του αριθμού των ελεύθερων φορέων. Αυτό το φαινόμενο βρίσκει εφαρμογές σε μοντέρνες διατάξεις (π.χ. διόδους Gunn). Το GaN έχει υψηλή υ D και μεγάλη θερμική σταθερότητα είναι κατάλληλο για εφαρμογές σε διατάξεις που λειτουργούν σε υψηλές ταχύτητες και υψηλές θερμοκρασίες. Επί πλέον, οι μεγάλες τιμές του 6/5/01 Σελίδα 6 από 9

27 χάσματος (>3 ev) των νιτριδίων της ομάδος ΙΙΙ (GaN, AlN, Al x Ga 1-x N) επιτρέπουν υψηλές τιμές δυναμικού διάτρησης (μέχρι τα 100V) και επομένως βρίσκουν εφαρμογές σε διατάξεις υψηλής ταχύτητας και υψηλής ισχύος. Παράρτημα: Φαινόμενο Hall (1879) Το φαινόμενο Hall περιγράφει τις αλλαγές που συμβαίνουν σε ένα αγώγιμο υλικό, μέταλλο ή ημιαγωγό, το οποίο ταυτοχρόνως διαρρέεται από ρεύμα και εκτίθεται σε μαγνητικό πεδίο Β. Το φαινόμενο Hall έδωσε την 1 η πειραματική απόδειξη ότι το ηλεκτρικό ρεύμα στα μέταλλα άγεται από ηλεκτρόνια. Στο δείγμα εφαρμόζεται dc διαφορά δυναμικού // x (που οδηγεί το σταθερό ρεύμα ρεύμα i) και μαγνητικό πεδίο Β //z. Τα e υφίστανται την επίδραση δύναμης Lorentz: evxb F που ασκείται σε επίπεδο (x,z) δηλαδή η F // άξονα y τα e συσσωρεύονται στο ένα άκρο του δείγματος ενώ στο άλλο άκρο εμφανίζεται θετικό φορτίο αναπτύσσεται το πεδίο Hall Ε Η που είναι αντίθετο προς την Lorentz. 6/5/01 Σελίδα 7 από 9

28 Η συσσώρευση φορτίου σταματά όταν: ee e B E H B x H x Γνωρίζουμε ότι: E x B J H x J ne x x x ne E H 1 J xb πεδίο Hall ne 1 R H συντελεστής Hall ne Volt m 3 Ο συντελεστής Hall έχει αρνητικό πρόσημο όταν ο Amp Weber κυρίαρχος φορέας είναι τα e και θετικό πρόσημο όταν ο κυρίαρχος φορέας είναι οι οπές. Σε ημιαγωγούς με μεικτή αγωγιμότητα: Επομένως: R H e p h e n p e n Από μετρήσεις Hall υπολογίζουμε τη συγκέντρωση φορέων (n ή p) Το + πρόσημο του R Hall αγωγιμότητα από οπές Το πρόσημο του R Hall αγωγιμότητα από ηλεκτρόνια Στους ημιαγωγούς το πρόσημο εξαρτάται από το είδος των προσμείξεων. Γιατί? ne Υπενθυμίζεται ότι : n e * m Για να προσδιορίσουμε το μ πρέπει να κάνουμε μετρήσεις αγωγιμότητας σ και Hall h 6/5/01 Σελίδα 8 από 9

29 Σημαντικά σημεία του κεφαλαίου Ορισμοί: Ημιαγωγός, άμεσο και έμμεσο χάσμα, προσμείξεις (δότες και αποδέκτες), εκφυλισμένος ημιαγωγός Επίδραση της θερμοκρασίας στο χάσμα Θέση της Fermi στο χάσμα (μεταβολή με τη θερμοκρασία και τις ενεργούς μάζες ηλεκτρονίων και οπών) Συγκέντρωση φορέων σε ενδογενή ημιαγωγό Νόμος δράσης μαζών Ημιαγωγός με προσμείξεις: μεταβολή της συγκέντρωσης φορέων συναρτήσει της θερμοκρασίας Υπολογισμός της ενέργειας ενεργοποίησης δοτών & της ακτίνας του τροχιακού του ηλεκτρονίου Σκέδαση φορέων σε ημιαγωγούς-μεταβολή της ευκινησίας συναρτήσει της θερμοκρασίας Φαινόμενο Hall 6/5/01 Σελίδα 9 από 9

Ε. Κ. ΠΑΛΟΎΡΑ Ημιαγωγοί 1. Ημιαγωγοί. Το 1931 ο Pauli δήλωσε: "One shouldn't work on. semiconductors, that is a filthy mess; who knows if they really

Ε. Κ. ΠΑΛΟΎΡΑ Ημιαγωγοί 1. Ημιαγωγοί. Το 1931 ο Pauli δήλωσε: One shouldn't work on. semiconductors, that is a filthy mess; who knows if they really Ημιαγωγοί Ανακαλύφθηκαν το 190 Το 191 ο Pauli δήλωσε: "Oe should't work o semicoductors, that is a filthy mess; who kows if they really exist!" Πιο ήταν το πρόβλημα? Οι ανεπιθύμητες προσμείξεις Το 1947

Διαβάστε περισσότερα

Ε. Κ. Παλούρα ΦΣΚ Εισαγωγικές έννοιες

Ε. Κ. Παλούρα ΦΣΚ Εισαγωγικές έννοιες 1. Ημιαγωγοί Ε. Κ. Παλούρα ΦΣΚ 013 1 Εισαγωγικές έννοιες Ορισμός: ημιαγωγοί είναι τα στερεά που έχουν χάσμα αρκετά μικρό (E g ev ) ώστε να έχουν μετρήσιμη αγωγιμότητα σε θερμοκρασίες μικρότερες από το

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία του Sommerfeld ή jellium model (συνέχεια από το 1 ο μάθημα).

Θεωρία του Sommerfeld ή jellium model (συνέχεια από το 1 ο μάθημα). MA8HMA _08.doc Θεωρία του Sommerfeld ή jellium model (συνέχεια από το ο μάθημα). Τα e καταλαμβάνουν ενεργειακές στάθμες σύμφωνα με την αρχή του Pauli και η κατανομή τους για Τ0 δίδεται από τη συνάρτηση

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα 3ο μεροσ. Θεωρητικη αναλυση

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα 3ο μεροσ. Θεωρητικη αναλυση ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα 3ο μεροσ Θεωρητικη αναλυση μεταλλα Έχουν κοινές φυσικές ιδιότητες που αποδεικνύεται πως είναι αλληλένδετες μεταξύ τους: Υψηλή φυσική αντοχή Υψηλή πυκνότητα Υψηλή ηλεκτρική και θερμική

Διαβάστε περισσότερα

Ημιαγωγοί. Ημιαγωγοί. Ενδογενείς εξωγενείς ημιαγωγοί. Ενδογενείς ημιαγωγοί Πυρίτιο. Δομή ενεργειακών ζωνών

Ημιαγωγοί. Ημιαγωγοί. Ενδογενείς εξωγενείς ημιαγωγοί. Ενδογενείς ημιαγωγοί Πυρίτιο. Δομή ενεργειακών ζωνών Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo Δομή ενεργειακών ζωνών Δεν υπάρχουν διαθέσιμες θέσεις Κενή ζώνη αγωγιμότητας

Διαβάστε περισσότερα

Φυσική Στερεάς Κατάστασης η ομάδα ασκήσεων Διδάσκουσα Ε. Κ. Παλούρα

Φυσική Στερεάς Κατάστασης η ομάδα ασκήσεων Διδάσκουσα Ε. Κ. Παλούρα Φυσική Στερεάς Κατάστασης -05 η ομάδα ασκήσεων. Έστω ημιαγωγός με συγκέντρωση προσμείξεων Ν>> i. Όλες οι προσμείξεις είναι ιονισμένες και ισχύει =, p= i /. Η πρόσμειξη είναι τύπου p ή? : Όλες οι προσμείξεις

Διαβάστε περισσότερα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα Η κίνηση των ατόμων σε κρυσταλλικό στερεό Θερμοκρασία 0 Θερμοκρασία 0 Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo

Διαβάστε περισσότερα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα Η κίνηση των ατόμων σε κρυσταλλικό στερεό Θερμοκρασία 0 Θερμοκρασία 0 Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo

Διαβάστε περισσότερα

Οι ηµιαγωγοι αποτελουν την πλεον χρησιµη κατηγορια υλικων απο ολα τα στερεα για εφαρµογες στα ηλεκτρονικα.

Οι ηµιαγωγοι αποτελουν την πλεον χρησιµη κατηγορια υλικων απο ολα τα στερεα για εφαρµογες στα ηλεκτρονικα. Οι ηµιαγωγοι αποτελουν την πλεον χρησιµη κατηγορια υλικων απο ολα τα στερεα για εφαρµογες στα ηλεκτρονικα. Οι ηµιαγωγοι εχουν ηλεκτρικη ειδικη αντισταση (ή ηλεκτρικη αγωγιµοτητα) που κυµαινεται µεταξυ

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχεία Φυσικής Ημιαγωγών (ΕΤΥ481)

Στοιχεία Φυσικής Ημιαγωγών (ΕΤΥ481) Στοιχεία Φυσικής Ημιαγωγών (ΕΤΥ48) Διδάσκων Ν. Πελεκάνος ( pelekano@materials.uoc.gr ) Περιεχόμενα. Ενεργειακές ζώνες. Στατιστική φορέων 3. Μεταφορά φορτίου 4. Δίοδος p n 5. Οπτικές μεταβάσεις 6. Κβαντικά

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ Αγωγοί, Μονωτές, Ημιαγωγοί Κατηγοριοποίηση υλικών βάσει των ηλεκτρικών τους ιδιοτήτων: Αγωγοί (αφήνουν το ρεύμα να περάσει) Μονωτές (δεν αφήνουν το ρεύμα να

Διαβάστε περισσότερα

2η Εργαστηριακή Άσκηση Εξάρτηση της ηλεκτρικής αντίστασης από τη θερμοκρασία Θεωρητικό μέρος

2η Εργαστηριακή Άσκηση Εξάρτηση της ηλεκτρικής αντίστασης από τη θερμοκρασία Θεωρητικό μέρος 2η Εργαστηριακή Άσκηση Εξάρτηση της ηλεκτρικής αντίστασης από τη θερμοκρασία Θεωρητικό μέρος Όπως είναι γνωστό από την καθημερινή εμπειρία τα περισσότερα σώματα που χρησιμοποιούνται στις ηλεκτρικές ηλεκτρονικές

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ ΠΡΩΤΗ ΕΝΟΤΗΤΑ ΟΜΟΓΕΝΕΙΣ ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ

ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ ΠΡΩΤΗ ΕΝΟΤΗΤΑ ΟΜΟΓΕΝΕΙΣ ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ ΠΡΩΤΗ ΕΝΟΤΗΤΑ ΟΜΟΓΕΝΕΙΣ ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΤΑΙΝΙΕΣ : Ηλεκτρονική δομή των ενεργειακών ταινιών Ε(k) διαφόρων ημιαγωγών Άμεσο και έμμεσο ενεργειακό χάσμα Ταινία αγωγιμότητας και ηλεκτρόνιαταινία

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική 1. Στοιχειακοί ηµιαγωγοί

Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική 1. Στοιχειακοί ηµιαγωγοί Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική 1 Στοιχειακοί ηµιαγωγοί Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική Οµοιοπολικοί δεσµοί στο πυρίτιο Κρυσταλλική δοµή Πυριτίου ιάσταση κύβου για το Si: 0.543 nm Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική

Διαβάστε περισσότερα

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo Επαφή p n Ανάστροφη πόλωση Πολώνουμε

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχεία Θεωρίας Ημιαγωγών

Στοιχεία Θεωρίας Ημιαγωγών Τμήμα Φυσικής ΑΠΘ Σημειώσεις για το μάθημα Φυσική Στερεάς Κατάστασης Στοιχεία Θεωρίας Ημιαγωγών Ε. Κ. Παλούρα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια. Θεσσαλονίκη, 008. Page 1 of 9 ΣTOIXEIA ΘEΩPIAΣ HMIAΓΩΓΩN 1.1 Eισαγωγικές

Διαβάστε περισσότερα

Δομή ενεργειακών ζωνών

Δομή ενεργειακών ζωνών Ατομικό πρότυπο του Bohr Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo Βασικές αρχές του προτύπου Bohr Θετικά φορτισμένος

Διαβάστε περισσότερα

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n

Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n Ανάστροφη πόλωση της επαφής p n Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo Επαφή p n Ανάστροφη πόλωση Πολώνουμε

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενο της άσκησης

Περιεχόμενο της άσκησης Προαπαιτούμενες γνώσεις Ημιαγωγοί Θεωρία ζωνών Ενδογενής αγωγιμότητα Ζώνη σθένους Ζώνη αγωγιμότητας Προτεινόμενη βιβλιογραφία 1) Π.Βαρώτσος Κ.Αλεξόπουλος «Φυσική Στερεάς Κατάστασης» 2) C.Kittl, «Εισαγωγή

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο :ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο :ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο :ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ 1 1. ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΟΜΗ. ΕΝΔΟΓΕΝΕΙΣ ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ Δομή του ατόμου Σήμερα γνωρίζουμε ότι η ύλη αποτελείται από ενώσεις ατόμων, δημιουργώντας τις πολυάριθμες χημικές ενώσεις

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενο της άσκησης

Περιεχόμενο της άσκησης Προαπαιτούμενες γνώσεις Επαφή p- Στάθμη Fermi Χαρακτηριστική ρεύματος-τάσης Ορθή και ανάστροφη πόλωση Περιεχόμενο της άσκησης Οι επαφές p- παρουσιάζουν σημαντικό ενδιαφέρον επειδή βρίσκουν εφαρμογή στη

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ Φυσική Συμπυκνωμένης Ύλης (Ενότητα: Ημιαγωγοί) Ασκήσεις Ι. Ράπτης

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ Φυσική Συμπυκνωμένης Ύλης (Ενότητα: Ημιαγωγοί) Ασκήσεις Ι. Ράπτης Q ολικό () ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ 016-17 Φυσική Συμπυκνωμένης Ύλης (Ενότητα: Ημιαγωγοί) Ασκήσεις Ι. Ράπτης 1. Κρύσταλλος πυριτίου ( g 1.17 1170 ) νοθεύεται με προσμίξεις αρσενικού ( 40

Διαβάστε περισσότερα

Επαφές μετάλλου ημιαγωγού

Επαφές μετάλλου ημιαγωγού Δίοδος Schottky Επαφές μετάλλου ημιαγωγού Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τι είναι Ημιαγωγός Κατασκευάζεται με εξάχνωση μετάλλου το οποίο μεταφέρεται στην επιφάνεια

Διαβάστε περισσότερα

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ Γ. Λευθεριώτης Αναπλ. Καθηγητής Γ. Συρροκώστας Μεταδιδακτορικός Ερευνητής Αγωγοί- μονωτές- ημιαγωγοί Μέταλλα: Μία ζώνη μερικώς γεμάτη ή μία ζώνη επικαλύπτει την άλλη Τα ηλεκτρόνια μπορούν

Διαβάστε περισσότερα

7.a. Οι δεσμοί στα στερεά

7.a. Οι δεσμοί στα στερεά ΤΕΤΥ Σύγχρονη Φυσική Κεφ. 7-1 Κεφάλαιο 7. Στερεά Εδάφια: 7.a. Οι δεσμοί στα στερεά 7.b. Η θεωρία των ενεργειακών ζωνών 7.c. Νόθευση ημιαγωγών και εφαρμογές 7.d. Υπεραγωγοί 7.a. Οι δεσμοί στα στερεά Με

Διαβάστε περισσότερα

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd Email : stvrentzou@gmail.com

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd Email : stvrentzou@gmail.com 1 2.4 Παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η αντίσταση ενός αγωγού Λέξεις κλειδιά: ειδική αντίσταση, μικροσκοπική ερμηνεία, μεταβλητός αντισ ροοστάτης, ποτενσιόμετρο 2.4 Παράγοντες που επηρεάζουν την

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονικά υλικά. Ηλεκτρική αγωγιµότητα στερεού είναι η ευκολία, µε την οποία άγει το ηλεκτρικό ρεύµα.

Ηλεκτρονικά υλικά. Ηλεκτρική αγωγιµότητα στερεού είναι η ευκολία, µε την οποία άγει το ηλεκτρικό ρεύµα. Ηλεκτρονικά υλικά ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΣΤΑ ΥΛΙΚΑ Ηλεκτρική αγωγιµότητα στερεού είναι η ευκολία, µε την οποία άγει το ηλεκτρικό ρεύµα. ιάκριση υλικών µε βάση τον τρόπο µεταβολής της ηλεκτρικής αγωγιµότητας

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία Μοριακών Τροχιακών (ΜΟ)

Θεωρία Μοριακών Τροχιακών (ΜΟ) Θεωρία Μοριακών Τροχιακών (ΜΟ) Ετεροπυρηνικά διατομικά μόρια ή ιόντα (πολικοί δεσμοί) Το πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο (με ατομικά τροχιακά χαμηλότερης ενεργειακής στάθμης) συνεισφέρει περισσότερο στο δεσμικό

Διαβάστε περισσότερα

Ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα-σχέση διασποράς (μέρος 2)

Ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα-σχέση διασποράς (μέρος 2) Ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα-σχέση διασποράς (μέρος 2) Το μοντέλο του «άδειου πλέγματος» Βήμα 1: Στο μοντέλο του «άδειου πλέγματος» θεωρούμε ότι το ηλεκτρόνιο είναι ελεύθερο αλλά οι λύσεις της Schrödinger

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. Ημιαγωγοί - ίοδος Επαφής 2

Κεφάλαιο 3 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. Ημιαγωγοί - ίοδος Επαφής 2 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Ημιαγωγοί Δίοδος Επαφής Κεφάλαιο 3 ο Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Γ. Τσιατούχας SI Techology ad Comuter Architecture ab ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Διάρθρωση 1. Φράγμα δυναμικού.

Διαβάστε περισσότερα

Ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα-σχέση διασποράς

Ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα-σχέση διασποράς Ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα-σχέση διασποράς Στόχος : Να εξηγήσουμε την επίδραση του δυναμικού του κρυστάλλου στις Ε- Ειδικώτερα: Το δυναμικό του κρυστάλλου 1. εισάγονται χάσματα στα σημεία όπου τέμνονται

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI systems and Computer Architecture Lab. Ημιαγωγοί - ίοδος Επαφής 2

Κεφάλαιο 3 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI systems and Computer Architecture Lab. Ημιαγωγοί - ίοδος Επαφής 2 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Ημιαγωγοί Δίοδος Επαφής Κεφάλαιο 3 ο Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Γ. Τσιατούχας SI systems ad Comuter Architecture ab ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Διάρθρωση. Φράγμα δυναμικού.

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 10: ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 10: ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ Ενότητα 10: ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης

Διαβάστε περισσότερα

Μάθημα 23 ο. Μεταλλικός Δεσμός Θεωρία Ζωνών- Ημιαγωγοί Διαμοριακές Δυνάμεις

Μάθημα 23 ο. Μεταλλικός Δεσμός Θεωρία Ζωνών- Ημιαγωγοί Διαμοριακές Δυνάμεις Μάθημα 23 ο Μεταλλικός Δεσμός Θεωρία Ζωνών- Ημιαγωγοί Διαμοριακές Δυνάμεις Μεταλλικός Δεσμός Μοντέλο θάλασσας ηλεκτρονίων Πυρήνες σε θάλασσα e -. Μεταλλική λάμψη. Ολκιμότητα. Εφαρμογή δύναμης Γενική και

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική δομή ημιαγωγών-περίληψη. Σχέση διασποράς για ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα-

Ηλεκτρονική δομή ημιαγωγών-περίληψη. Σχέση διασποράς για ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα- E. K. Παλούρα Οπτοηλεκτρονική_semis_summary.doc Ηλεκτρονική δομή ημιαγωγών-περίληψη Σχέση διασποράς για ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα- Η κυματοσυνάρτηση ψ(r) του ελεύθερου e είναι λύση της Schrödinger:

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς Δρ. Ιούλιος Γεωργίου Required Text: Microelectronic Devices, Keith Leaver Επικοινωνία Γραφείο: Green Park, Room 406 Ηλ. Ταχυδρομείο: julio@ucy.ac.cy

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ. Εργαστήριο Φυσικής IΙ. Μελέτη της απόδοσης φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση υπολογιστή. 1. Σκοπός. 2. Σύντομο θεωρητικό μέρος

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ. Εργαστήριο Φυσικής IΙ. Μελέτη της απόδοσης φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση υπολογιστή. 1. Σκοπός. 2. Σύντομο θεωρητικό μέρος ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. Σκοπός Το φωτοβολταϊκό στοιχείο είναι μία διάταξη ημιαγωγών η οποία μετατρέπει την φωτεινή ενέργεια που προσπίπτει σε αυτήν σε ηλεκτρική.. Όταν αυτή φωτιστεί με φωτόνια κατάλληλης συχνότητας

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 2 Χημικοί Δεσμοί

Κεφάλαιο 2 Χημικοί Δεσμοί Κεφάλαιο 2 Χημικοί Δεσμοί Σύνοψη Παρουσιάζονται οι χημικοί δεσμοί, ιοντικός, μοριακός, ατομικός, μεταλλικός. Οι ιδιότητες των υλικών τόσο οι φυσικές όσο και οι χημικές εξαρτώνται από το είδος ή τα είδη

Διαβάστε περισσότερα

ΝΑΝΟΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΕΛΛΑ ΚΕΝΝΟΥ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ

ΝΑΝΟΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΕΛΛΑ ΚΕΝΝΟΥ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΣΤΕΛΛΑ ΚΕΝΝΟΥ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ 1 Ιδιότητες εξαρτώμενες από το μέγεθος Στην νανοκλίμακα, οι ιδιότητες εξαρτώνται δραματικά από το μέγεθος Για παράδειγμα, ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΝΑΝΟΥΛΙΚΩΝ (1) Θερμικές ιδιότητες θερμοκρασία

Διαβάστε περισσότερα

αγωγοί ηµιαγωγοί µονωτές Σχήµα 1

αγωγοί ηµιαγωγοί µονωτές Σχήµα 1 Η2 Μελέτη ηµιαγωγών 1. Σκοπός Στην περιοχή της επαφής δυο ηµιαγωγών τύπου p και n δηµιουργούνται ορισµένα φαινόµενα τα οποία είναι υπεύθυνα για τη συµπεριφορά της επαφής pn ή κρυσταλλοδιόδου, όπως ονοµάζεται,

Διαβάστε περισσότερα

Αλλαγή της δομής των ταινιών λόγω κραματοποίησης

Αλλαγή της δομής των ταινιών λόγω κραματοποίησης Αλλαγή της δομής των ταινιών λόγω κραματοποίησης Παράμετροι που τροποποιούν την δομή των ταινιών Σχηματισμός κράματος ή περισσοτέρων ημιαγωγών Ανάπτυξη ετεροδομών ή υπερδομών κβαντικός περιορισμός (quantum

Διαβάστε περισσότερα

ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ. Σπύρος Νικολαΐδης Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ. Σπύρος Νικολαΐδης Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ Σπύρος Νικολαΐδης Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής Ηλεκτρονικοί φλοιοί των ατόμων Σθένος και ομοιοπολικοί δεσμοί Η πρώτη ύλη με την οποία κατασκευάζονται τα περισσότερα ηλεκτρονικά

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς Required Text: Microelectronic Devices, Keith Leaver (1 st Chapter) Μέτρηση του μ e και προσδιορισμός του προσήμου των φορέων φορτίου Πρόβλημα: προσδιορισμός

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρικη αγωγιµοτητα

Ηλεκτρικη αγωγιµοτητα Ηλεκτρικη αγωγιµοτητα Κίνηση φορτιων σε ενα υλικο υπο την επιδραση ενος εφαρμοζομενου ηλεκτρικου πεδιου Αγωγοι: μεγαλο αριθμο ελευθερων ηλεκτρονιων Στα μεταλλα, λογω μεταλλικου δεσμου, δημιουργειται μια

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΣΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ- ΑΝΤΙΣΤΑΤΕΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΣΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ- ΑΝΤΙΣΤΑΤΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΣΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ- ΑΝΤΙΣΤΑΤΕΣ 7.1. Εισαγωγή Στο κεφάλαιο αυτό θα εξετάσουμε την ηλεκτρική αγωγιμότητα των μεταλλικών υλικών και τους παράγοντες που την επηρεάζουν, όπως η θερμοκρασία,

Διαβάστε περισσότερα

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις 2 η σειρά διαφανειών Δημήτριος Λαμπάκης ΜΟΡΙΑΚΗ ΔΟΜΗ Μεμονωμένα άτομα: Μόνο τα ευγενή αέρια Μόρια: Τα υπόλοιπα άτομα σχηματίζουν μόρια, γιατί

Διαβάστε περισσότερα

Διατάξεις ημιαγωγών. Δίοδος, δίοδος εκπομπής φωτός (LED) Τρανζίστορ. Ολοκληρωμένο κύκλωμα

Διατάξεις ημιαγωγών. Δίοδος, δίοδος εκπομπής φωτός (LED) Τρανζίστορ. Ολοκληρωμένο κύκλωμα Δίοδος, δίοδος εκπομπής φωτός (LED) Διατάξεις ημιαγωγών p n Άνοδος Κάθοδος Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Άνοδος Κάθοδος dpapageo@cc.uoi.gr http://pc64.materials.uoi.gr/dpapageo

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Ηµιαγωγοί και Ηµιαγώγιµες οµές (7 ο Εξάµηνο Σπουδών)

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Ηµιαγωγοί και Ηµιαγώγιµες οµές (7 ο Εξάµηνο Σπουδών) ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Ηµιαγωγοί και Ηµιαγώγιµες οµές (7 ο Εξάµηνο Σπουδών) η Σειρά Ασκήσεων 0/11/07 Ι. Σ. Ράπτης Επιστροφή µέχρι 14/1/07 1. ίδονται τα παρακάτω δύο ηµιαγώγιµα υλικά, (αντιπροσωπευτικά

Διαβάστε περισσότερα

Ελεύθερο ηλεκτρόνιο: η E k 2. Η κυματοσυνάρτηση ψ(r) του ελεύθερου e είναι λύση της Schrödinger:

Ελεύθερο ηλεκτρόνιο: η E k 2. Η κυματοσυνάρτηση ψ(r) του ελεύθερου e είναι λύση της Schrödinger: Κεφάλαιο 6. Ελεύθερα Ηλεκτρόνια στα Στερεά. Η περιγραφή των ηλεκτρονίων στα στερεά (κεφάλαια 6 και 7 του βιβλίου των Ibach-Luth) θα γίνει με τα παρακάτω 3 μοντέλα: 1. πρότυπο των Sommerfeld και Bethe (1933)

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Ενεργειακές Ζώνες και Στατιστική Φορέων Φορτίου Required Text: Microelectronic Devices, Keith Leaver (2 nd Chapter) Εισαγωγή Στο προηγούμενο κεφάλαιο προσεγγίσαμε τους ημιαγωγούς

Διαβάστε περισσότερα

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ηµιαγωγοί VLSI T echnol ogy ogy and Computer A r A chitecture Lab Γ Τσ ιατ α ο τ ύχ ύ α χ ς ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ηµιαγωγοί VLSI T echnol ogy ogy and Computer A r A chitecture Lab Γ Τσ ιατ α ο τ ύχ ύ α χ ς ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ηµιαγωγοί VSI Techology ad Comuter Archtecture ab Ηµιαγωγοί Γ. Τσιατούχας ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Διάρθρωση. Φράγμα δυναμικού. Ενεργειακές ζώνες Ημιαγωγοί

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Ενεργειακές Ζώνες και Στατιστική Φορέων Φορτίου Required Text: Microelectronic Devices, Keith Leaver (2 nd Chapter) Εισαγωγή Στο προηγούμενο κεφάλαιο προσεγγίσαμε τους ημιαγωγούς

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος Κατεύθυνσης Συντήρησης Πολιτισμικής Κληρονομιάς ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 3 η Ενότητα ΔΕΣΜΟΙ Δημήτριος Λαμπάκης ΜΟΡΙΑΚΗ ΔΟΜΗ Μεμονωμένα άτομα: Μόνο τα ευγενή αέρια

Διαβάστε περισσότερα

ηλεκτρικό ρεύμα ampere

ηλεκτρικό ρεύμα ampere Ηλεκτρικό ρεύμα Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ο ρυθμός με τον οποίο διέρχεται ηλεκτρικό φορτίο από μια περιοχή του χώρου. Η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύστημα SI είναι το ampere (A). 1 A =

Διαβάστε περισσότερα

Ορθή πόλωση της επαφής p n

Ορθή πόλωση της επαφής p n Δύο τρόποι πόλωσης της επαφής p n Ορθή πόλωση της επαφής p n Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Ορθή πόλωση p n Άνοδος Κάθοδος Ανάστροφη πόλωση p n Άνοδος Κάθοδος

Διαβάστε περισσότερα

4. Παρατηρείστε το ίχνος ενός ηλεκτρονίου (click here to select an electron

4. Παρατηρείστε το ίχνος ενός ηλεκτρονίου (click here to select an electron Τα ηλεκτρόνια στα Μέταλλα Α. Χωρίς ηλεκτρικό πεδίο: 1. Τι είδους κίνηση κάνουν τα ηλεκτρόνια; Τα ηλεκτρόνια συγκρούονται μεταξύ τους; 2. Πόσα ηλεκτρόνια περνάνε προς τα δεξιά και πόσα προς τας αριστερά

Διαβάστε περισσότερα

Η επαφή p n. Η επαφή p n. Υπενθύμιση: Ημιαγωγός τύπου n. Υπενθύμιση: Ημιαγωγός τύπου p

Η επαφή p n. Η επαφή p n. Υπενθύμιση: Ημιαγωγός τύπου n. Υπενθύμιση: Ημιαγωγός τύπου p Η επαφή p n Τι είναι Που χρησιμεύει Η επαφή p n p n Η διάταξη που αποτελείται από μία επαφή p n ονομάζεται δίοδος. Άνοδος Κάθοδος Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 9: Κίνηση των Ηλεκτρονίων και Φαινόμενα Μεταφοράς

Κεφάλαιο 9: Κίνηση των Ηλεκτρονίων και Φαινόμενα Μεταφοράς Κεφάλαιο 9: Κίνηση των Ηλεκτρονίων και Φαινόμενα Μεταφοράς Στα στερεά η ηλεκτρική και η θερμική αγωγιμότητα βασίζονται στη κίνηση των ηλεκτρονίων που περιγράφεται από την χρονοεξαρτημένη εξίσωση του Schrödinger.

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών

Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών Χτίζοντας τους κρυστάλλους από άτομα Είδη δεσμών Διδάσκων : Επίκουρη Καθηγήτρια

Διαβάστε περισσότερα

Ατομική και ηλεκτρονιακή δομή των στερεών

Ατομική και ηλεκτρονιακή δομή των στερεών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Ατομική και ηλεκτρονιακή δομή των στερεών Ημιαγωγοί Διδάσκων : Επίκουρη Καθηγήτρια Χριστίνα Λέκκα Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Ηµιαγωγοί και Ηµιαγώγιµες οµές (7 ο Εξάµηνο Σπουδών)

ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Ηµιαγωγοί και Ηµιαγώγιµες οµές (7 ο Εξάµηνο Σπουδών) ΣΧΟΛΗ ΕΜΦΕ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Ηµιαγωγοί και Ηµιαγώγιµες οµές (7 ο Εξάµηνο Σπουδών) η Σειρά Ασκήσεων 19/1/7 Ι. Σ. Ράπτης 1. Ηµιαγωγός, µε ενεργειακό χάσµα 1.5, ενεργό µάζα ηλεκτρονίων m.8m, ενεργό µάζα οπών

Διαβάστε περισσότερα

Ελεύθερα Ηλεκτρόνια στα Στερεά

Ελεύθερα Ηλεκτρόνια στα Στερεά Ελεύθερα Ηλεκτρόνια στα Στερεά (Κεφάλαιο 6 στοβιβλίοτωνibach των & Luth) Σχέση διασποράς Ε k για ελεύθερο ηλεκτρόνιο Σχέση διασποράς Ε k για ηλεκτρόνιο σε μονοδιάστατο πηγάδι δυναμικού εύρους a. 1 Ύλη

Διαβάστε περισσότερα

Περιοδικό Σύστημα Ιστορική Εξέλιξη

Περιοδικό Σύστημα Ιστορική Εξέλιξη Περιοδικό Σύστημα Ιστορική Εξέλιξη Newlands (1864): ταξινόμηση στοιχείων κατά αύξουσα ατομική μάζα και σε οκτάβες H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Cr Ti Mn Fe Meyer (1865): σχέση ιδιοτήτων και

Διαβάστε περισσότερα

Πυκνότητα καταστάσεων g(e)

Πυκνότητα καταστάσεων g(e) Ε. Κ. Παλούρα NF model_µέρος Πυκνότητα καταστάσεων g() Ορισµός ο αριθµός ενεργειακών καταστάσεων ανά µονάδα όγκου στην ενεργειακή περιοχή (,+d) ή αριθµός e ή τροχιακών ανά µονάδα ενέργειας g () = dn d

Διαβάστε περισσότερα

ηλεκτρικό ρεύµα ampere

ηλεκτρικό ρεύµα ampere Ηλεκτρικό ρεύµα Το ηλεκτρικό ρεύµα είναι ο ρυθµός µε τον οποίο διέρχεται ηλεκτρικό φορτίο από µια περιοχή του χώρου. Η µονάδα µέτρησης του ηλεκτρικού ρεύµατος στο σύστηµα SI είναι το ampere (A). 1 A =

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Ενεργειακές Ζώνες και Στατιστική Φορέων Φορτίου Required Text: Microelectronic Devices, Keith Leaver (2 nd Chapter) Ενεργειακές στοιβάδες προσμίξεων Η εισαγωγή προσμίξεων σε

Διαβάστε περισσότερα

http://www.electronics.teipir.gr /personalpages/papageorgas/ download/3/

http://www.electronics.teipir.gr /personalpages/papageorgas/ download/3/ Δίοδος επαφής 1 http://www.electronics.teipir.gr /personalpages/papageorgas/ download/3/ 2 Θέματα που θα καλυφθούν Ορθή πόλωση Forward bias Ανάστροφη πόλωση Reverse bias Κατάρρευση Breakdown Ενεργειακά

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 2

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 2 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 2: Ένωση pn Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. Υπολογιστών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική Φυσική (Εργαστήριο) ρ. Κ. Ι. ηµητρίου ΙΟ ΟΙ

Ηλεκτρονική Φυσική (Εργαστήριο) ρ. Κ. Ι. ηµητρίου ΙΟ ΟΙ Ηλεκτρονική Φυσική (Εργαστήριο) ρ. Κ. Ι. ηµητρίου ΙΟ ΟΙ Για να κατανοήσουµε τη λειτουργία και το ρόλο των διόδων µέσα σε ένα κύκλωµα, θα πρέπει πρώτα να µελετήσουµε τους ηµιαγωγούς, υλικά που περιέχουν

Διαβάστε περισσότερα

Ο Πυρήνας του Ατόμου

Ο Πυρήνας του Ατόμου 1 Σκοποί: Ο Πυρήνας του Ατόμου 15/06/12 I. Να δώσει μία εισαγωγική περιγραφή του πυρήνα του ατόμου, και της ενέργειας που μπορεί να έχει ένα σωματίδιο για να παραμείνει δέσμιο μέσα στον πυρήνα. II. III.

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Ενεργειακές Ζώνες και Στατιστική Φορέων Φορτίου Required Text: Microelectronic Devices, Keith Leaver (2 nd Chapter) Ενεργειακές στοιβάδες προσμίξεων Η εισαγωγή προσμίξεων σε

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ 1. Οι δυναμικές γραμμές ηλεκτροστατικού πεδίου α Είναι κλειστές β Είναι δυνατόν να τέμνονται γ Είναι πυκνότερες σε περιοχές όπου η ένταση του πεδίου είναι μεγαλύτερη δ Ξεκινούν

Διαβάστε περισσότερα

Ορθή πόλωση της επαφής p n

Ορθή πόλωση της επαφής p n Δύο τρόποι πόλωσης της επαφής p n Ορθή πόλωση της επαφής p n Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Ορθή πόλωση p n Άνοδος Κάθοδος Ανάστροφη πόλωση p n Άνοδος Κάθοδος

Διαβάστε περισσότερα

Θέμα 1 ο (30 μονάδες)

Θέμα 1 ο (30 μονάδες) ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ Θέμα 1 ο (30 μονάδες) (Καθ. Β.Ζασπάλης) Θεωρείστε ένα δοκίμιο καθαρού Νικελίου

Διαβάστε περισσότερα

Πείραμα - 6 Η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η μέτρηση του ενεγειακού χασματος στο Γερμάνιο

Πείραμα - 6 Η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η μέτρηση του ενεγειακού χασματος στο Γερμάνιο Πείραμα - 6 Η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η μέτρηση του ενεγειακού χασματος στο Γερμάνιο 1 Η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η μέτρηση του ενεργειακού χάσματος στο Γερμάνιο 1.1 Αρχή της άσκησης Η ηλεκτρική αγωγιμότητα

Διαβάστε περισσότερα

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 4: Ηλεκτρικά Κυκλώματα. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 4: Ηλεκτρικά Κυκλώματα. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής Φυσική ΙΙΙ Ενότητα 4: Ηλεκτρικά Κυκλώματα Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής Ηλεκτρικό ρεύμα Ι 2 Ηλεκτρικό ρεύμα ΙΙ μe v D 3 Φορά ρεύματος Συμβατική φορά ρεύματος, η φορά της κίνησης

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΜΙΚΡΟΚΥΜAΤΩΝ ΜΕ ΔΙΟΔΟ GUNN

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΜΙΚΡΟΚΥΜAΤΩΝ ΜΕ ΔΙΟΔΟ GUNN ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΜΙΚΡΟΚΥΜAΤΩΝ ΜΕ ΔΙΟΔΟ GUNN Το φαινόμενο Gunn, ή το φαινόμενο των μεταφερόμενων ηλεκτρονίων, που ανακαλύφθηκε από τον Gunn το 1963 δηλώνει ότι όταν μια μικρή τάση DC εφαρμόζεται κατά μήκος του

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 7. Ηλεκτρονική δομή τω ων στερεών

Κεφάλαιο 7. Ηλεκτρονική δομή τω ων στερεών Κεφ 7: Ηλεκτρονική δομή των στερεών με άλλα λόγια: το ηλεκτρόνιο στο στερεό Στόχος: Θα υπολογίσουμε τη συνάρτηση Ε(k) & την πυκνότητα καταστάσεων για τα στερεά Θα χρησιμοποιήσουμε την περιοδικότητα του

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 2 Η επαφή pn. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 2 Η επαφή pn. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Ηλεκτρονική Ενότητα: Η επαφή Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creatve Commos. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 7: Μοριακή Δομή

Διάλεξη 7: Μοριακή Δομή Μεμονωμένα άτομα: Μόνο τα ευγενή αέρια Μόρια: Τα υπόλοιπα άτομα σχηματίζουν μόρια Γιατί; Διότι η ολική ενέργεια ενός ευσταθούς μορίου είναι μικρότερη από την ολική ενέργεια των μεμονωμένων ατόμων που αποτελούν

Διαβάστε περισσότερα

Ένταση Ηλεκτρικού Πεδίου υναµικό

Ένταση Ηλεκτρικού Πεδίου υναµικό ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ηµιαγωγοί ΗµιαγωγοίΓ. Τσιατούχας ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ηµιαγωγοί Ένταση Ηλεκτρικού Πεδίου υναµικό Q 0 F q F F qe Q q 4πε( ΕΗΠ (Ε) η δύναµη που ασκείται

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 7. Ηλεκτρονικές ιδιότητες των ημιαγωγών

Κεφάλαιο 7. Ηλεκτρονικές ιδιότητες των ημιαγωγών Κεφάλαιο 7 Ηλεκτρονικές ιδιότητες των ημιαγωγών Στο κεφάλαιο αυτό, θα συζητήσουμε την ηλεκτρονική δομή των ημιαγωγών και θα δούμε το πώς η κατάληψη των ενεργειακών σταθμών είναι διαφορετική απ αυτήν των

Διαβάστε περισσότερα

Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με λ [ m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev.

Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με λ [ m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev. Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με λ [10-9 -10-12 m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev. ότι το αόρατο το «φώς» από τον σωλήνα διαπερνούσε διάφορα υλικά (χαρτί, ξύλο, βιβλία) κατά την

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα ΔΙΑΛΕΞΗ 11 Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική Ηλεκτρικό φορτίο Ηλεκτρικό πεδίο ΦΥΣ102 1 Στατικός

Διαβάστε περισσότερα

Σχ. 1: Τυπική μορφή μοριακού δυναμικού.

Σχ. 1: Τυπική μορφή μοριακού δυναμικού. ΤΕΤΥ - Σύγχρονη Φυσική Κεφ. 6-1 Κεφάλαιο 6. Μόρια Εδάφια: 6.a. Μόρια και μοριακοί δεσμοί 6.b. Κβαντομηχανική περιγραφή του χημικού δεσμού 6.c. Περιστροφή και ταλάντωση μορίων 6.d. Μοριακά φάσματα 6.a.

Διαβάστε περισσότερα

ΥΛΙΚΑ ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ

ΥΛΙΚΑ ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ ΥΛΙΚΑ ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ Ι 4 Δεσμοί ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ μεταξύ ατόμων γίνονται με τα ηλεκτρόνια σθένους κατά τέτοιο τρόπο ώστε να ελαττώνεται η συνολική ενέργεια του

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΩΡΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΤΑΙΝΙΩΝ (Ε.Τ.) ΣΤΑ ΣΤΕΡΕΑ ΥΛΙΚΑ. Σχηματισμός και μορφή ενεργειακών ταινιών στα στερεά υλικά:

ΘΕΩΡΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΤΑΙΝΙΩΝ (Ε.Τ.) ΣΤΑ ΣΤΕΡΕΑ ΥΛΙΚΑ. Σχηματισμός και μορφή ενεργειακών ταινιών στα στερεά υλικά: ΘΕΩΡΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΤΑΙΝΙΩΝ (Ε.Τ.) ΣΤΑ ΣΤΕΡΕΑ ΥΛΙΚΑ Σχηματισμός και μορφή ενεργειακών ταινιών στα στερεά υλικά: 1. Προσέγγιση της ισχυρής σύζευξης. Μοντέλο σχεδόν ελεύθερου ηλεκτρονίου - Οι συνέπειες του

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρητική Εξέταση. Τρίτη, 15 Ιουλίου /3

Θεωρητική Εξέταση. Τρίτη, 15 Ιουλίου /3 Θεωρητική Εξέταση. Τρίτη 15 Ιουλίου 2014 1/3 Πρόβλημα 3. Απλό μοντέλο εκκένωσης αερίου (10 ) Η διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από ένα αέριο ονομάζεται εκκένωση αερίου. Υπάρχουν πολλοί τύποι εκκένωσης

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΙΡΑΜΑ 8 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΗΛΙΑΚΟΥ ΦΩΤΟΚΥΤΤΑΡΟΥ

ΠΕΙΡΑΜΑ 8 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΗΛΙΑΚΟΥ ΦΩΤΟΚΥΤΤΑΡΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑ 8 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΗΛΙΑΚΟΥ ΦΩΤΟΚΥΤΤΑΡΟΥ 1. ΣΚΟΠΟΣ ΑΣΚΗΣΗΣ Σκοπός της άσκησης είναι η εξοικείωση με το μηχανισμό λειτουργίας και τις ιδιότητες των ημιαγωγικών ηλιακών φωτοκυττάρων. Οι επιμέρους σκοποί

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΟΡΜΟΥ ΙΙ 164 ΑΣΚΗΣΗ Σ1-Σ2 Προαπαιτούμενες γνώσεις Θεωρία ζωνών Ημιαγωγοί Ενδογενής αγωγιμότητα Προτεινόμενη βιβλιογραφία 1) Π. Βαρώτσος Κ. Αλεξόπουλος «Φυσική

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 5 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ

Άσκηση 5 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ Άσκηση 5 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ 1. ΓΕΝΙΚΑ Τα ηλιακά στοιχεία χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή του φωτός (που αποτελεί μία μορφή ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας) σε ηλεκτρική ενέργεια. Κατασκευάζονται από

Διαβάστε περισσότερα

ΑΠΟ ΤΟ ΒΙΒΛΙΟ «ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ» ΤΟΥ SINGH 2.6. Η πυκνότητα καταστάσεων δίδεται από τον τύπο:

ΑΠΟ ΤΟ ΒΙΒΛΙΟ «ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ» ΤΟΥ SINGH 2.6. Η πυκνότητα καταστάσεων δίδεται από τον τύπο: ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΟ ΒΙΒΛΙΟ «ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ» ΤΟΥ SINGH 2.6 Η πυκνότητα καταστάσεων δίδεται από τον τύπο: Ν(Ε) = [ 2 * (m*) 3/2 * (E-E ο ) 1/2 ] / π 2 ħ 3 όπου Ε ο = Ε C ή Ε V ανάλογα αν πρόκειται για τη

Διαβάστε περισσότερα

Θέµατα που θα καλυφθούν

Θέµατα που θα καλυφθούν Ηµιαγωγοί Semiconductors 1 Θέµατα που θα καλυφθούν Αγωγοί Conductors Ηµιαγωγοί Semiconductors Κρύσταλλοι πυριτίου Silicon crystals Ενδογενείς Ηµιαγωγοί Intrinsic semiconductors ύο τύποι φορέων για το ρεύµασεηµιαγωγούς

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Διάλεξη 1: Ημιαγωγοί Δίοδος pn Δρ. Δ. ΛΑΜΠΑΚΗΣ 1 Ταλαντωτές. Πολυδονητές. Γεννήτριες συναρτήσεων. PLL. Πολλαπλασιαστές. Κυκλώματα μετατροπής και επεξεργασίας σημάτων. Εφαρμογές με

Διαβάστε περισσότερα

και Φαινόμενα Μεταφοράς εισαγωγή

και Φαινόμενα Μεταφοράς εισαγωγή Κεφ. 9. Κίνηση των Ηλεκτρονίων και Φαινόμενα Μεταφοράς 1 εισαγωγή Στα στερεά η ηλεκτρική και η θερμική αγωγιμότητα βασίζονται στη κίνηση των ηλεκτρονίων η οποία περιγράφεται από την χρονικώς εξαρτώμενη

Διαβάστε περισσότερα

5. Ημιαγωγοί και επαφή Ρ-Ν

5. Ημιαγωγοί και επαφή Ρ-Ν 5. Ημιαγωγοί και επαφή Ρ-Ν Thomas Zimmer, University of Bordeaux, France Περιεχόμενα Φυσικό υπόβαθρο των ημιαγωγών... 2 Ο ενδογενής ημιαγωγός... 6 Ο εξωγενής ημιαγωγός... 7 ημιαγωγός n-τύπου... 7 ημιαγωγός

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 7: Η Ηλεκτρονική Δομή των Στερεών ( με άλλα λόγια: το ηλεκτρόνιο στο στερεό)

Κεφάλαιο 7: Η Ηλεκτρονική Δομή των Στερεών ( με άλλα λόγια: το ηλεκτρόνιο στο στερεό) Κεφάλαιο 7: Η Ηλεκτρονική Δομή των Στερεών ( με άλλα λόγια: το ηλεκτρόνιο στο στερεό) Η προσέγγιση του ενός ηλεκτρονίου σε τετραγωνικό πηγάδι δυναμικού είναι υπεραπλουστευμένη και δεν μπορεί να ερμηνεύσει

Διαβάστε περισσότερα

Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία µε λ [10-9 -10-12 m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev.

Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία µε λ [10-9 -10-12 m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev. Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία µε λ [10-9 -10-12 m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev. To ορατό καταλαµβάνει ένα πολύ µικρό µέρος του ηλεκτροµαγνητικού φάσµατος: 1,6-3,2eV. Page 1

Διαβάστε περισσότερα

1. Ρεύμα επιπρόσθετα

1. Ρεύμα επιπρόσθετα 1. Ρεύμα Ρεύμα είναι οποιαδήποτε κίνηση φορτίων μεταξύ δύο περιοχών. Για να διατηρηθεί σταθερή ροή φορτίου σε αγωγό πρέπει να ασκείται μια σταθερή δύναμη στα κινούμενα φορτία. r F r qe Η δύναμη αυτή δημιουργεί

Διαβάστε περισσότερα

Ατομική και ηλεκτρονιακή δομή των στερεών

Ατομική και ηλεκτρονιακή δομή των στερεών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Ατομική και ηλεκτρονιακή δομή των στερεών Εισαγωγή Διδάσκων : Επίκουρη Καθηγήτρια Χριστίνα Λέκκα Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε

Διαβάστε περισσότερα