752a2135-610b-11e5-8cc8-f6d299da70eeРубежка 2 полупров

Контрольные вопросы и задачи
1. В ЧУМ смысл обменного взаимодействия?
2. Почему при образовании молекулы с ковалентной связью электронные
пары чаще всего находятся в области перекрытия электронных оболочек?
3. От чего зависит кинетическая энергия микрочастиц?
4. Какое из агрегатных состояний вещества самое устойчивое и почему?
5. Почему кристаллические твердые тела имеют постоянную температуру
плавления?
6. Почему ионные кристаллы обладают самой малой внутренней энергией?
7. Чем обусловлена хрупкость ионных кристаллов?
8. Чем объясняется пластичность металлов?
9. Есть ли различие в понятиях «полиморфные» н «аллотропические" соеди нения?
10, Чем выше симметрия кристалла, тем меньше в нем проявляется аннзо тропность. Почему?
11. Чем обусловлена анизотропность?
12. Построить в кубическом кристалле оси симметрии 2, 3 и 4-го порядков.
13. Провести в кубической элементарной ячейке плоскость, индексы которой
14. Почему при производстве полупроводниковых приборов наиболее часто
непользуют полупроводниковые пластины с ориентацией ( 1 1 1 ) ?
15. Почему рентгеновские лучи могут быть использованы для исследования
структур кристаллов?
16. Расстояние d между атомными плоскостями в кристалле поваренной
соли равно 0,281 им. При каком минимальном угле падения будет наблюдаться
усиление отраженных рентгеновских лучей с длиной волны λ.=0,1 нм (порядок
отражения n=1)?
17. Можно ли использовать метод порошков для исследования структуры
монокристалла?
18. В чем заключаются преимущества нейтронографии перед рентгеногра фией?
19. Когда в кристалле могут возникнуть дефекты?
20. Изменяется ли энергия частиц кристаллической решетки, расположенных
вблизи дефектов?
21. В чем различие между жидким состоянием вещества и жидкими кри с та л лами ?
22 Почему при образовании твердого тела энергетические уровни изолиро ванного атома расщепляются в
энергетические зоны?
23 Все ли уровни изолированного атома расщепляются в зоны?
24 Всегда ли соответствует заполнение энергетических зон заполнению энер гетических уровней?
25 Как изменяется ширина разрешенных и запрещенных зон вверх по энергетической шкале?
26 Сколько электронов будет находиться в зоне Зр, если у изолированного атома распределение электронов
по энергетическим состояниям следующее: 1s2 2s2 2р6 3s23р4?
27 Изменится ли заполнение разрешенных зон электронами при изменении
температуры?
28 Можно ли определить по распределению электронов по энергетическим
уровням в изолированном атоме, к какому классу будет относиться твердое
тело, образованное из этих атомов?
29 Как экспериментальным путем определить, будет ли данное тело полупрово дником или диэлектриком
30 Если бы идеальный газ состоял только из электронов, то какой статистике поднялось бы распределение
электронов по энергетическим состояниям?
31Изменится ли величина химического потенциала, если число частиц
системе останется постоянным, но изменится объем системы?
32 Возможно ли взаимное превращение бозонов в фермионы и обратно?
Контрольные вопросы и задачи
1 вариант
1.
И чем различие между электронами проводимости и свободными элект-
ронами?
2. Почему удельное сопротипленпе металлов растет є ростом температуры?
3. При каком условии в металле могут создаваться куперовские пары?
4. Вычислить скорость, с которой движется электрон в медном проводнике 1 м, когда к нему приложена
разность потенциалов в 10 В, если удель-ное сопротивление меди 1,610~ 6 Ом-см, а концентрация носителей 10 22
см~3.
5. Почему подвижность электронов больше подвижности дырок?
6. Удельное сопротивление собственного германия при комнатной температуре р =47 Ом-см, подвижность электронов µп=3900 см2/(В-с), подвижность
дырок = 1900 см 2/(В-с). Найти концентрацию собственных носителей заряда. Какую нужно ввести концентрацию
доноров, чтобы удельное сопротивление полупроводника снизилось до величины 20 Ом-см?
7. От чего зависит скорость генерации носителей заряда?
8. Чем характеризуется состояние термодинамического равновесия в полу
проводниках?
9. Чем определяется концентрация основных носителей заряда а примесных
полупроводниках?
10. Почему с ростом температуры уровень Ферми в собственных полупро
водниках смещается в сторону зоны проводимости?
11. Концентрация носителей заряда в n-германии в температурном диапа
зоне от —120 до +30° С постоянна, а подвижность электронов изменяется по
закону и. = цо7"
. ВЫЧИСЛИТЬ, ВО СКОЛЬКО раз изменится электропроводность
германия и этом диапазоне температур.
12. Как будет изменяться электропроводность, если взять полупроводник
«-типа с определенной концентрацией доноров и вводить все большее количество
акцепторов? Начертить график зависимости электропроводности от концентра
ции акцепторов.
13. Как зависит положение уровня Ферми в примесных полупроводниках от
концентрации легируючих примесей?
14. В каком случае в примесных полупроводниках уровень Ферми оказы
вается в разрешенной зоне?
15. Какими особенностями обладают полупроводники, в которых может
возникать эффект сверхпроводимости?
16. Как изменяется ширина запрещенной зоны при понижении температур
2-вариант
1. Вычислить длину свободного пробега, которую пройдет электрон в силь
ном электрическом поле, если критическая напряженность поля равна 2>
Х10 В/см? Температура комнатная.
2. В каких полупроводниках (собственных или примесных) при низких
температурах критическая напряженность больше?
3. Какой параметр ( или п) сильнее зависит от напряженности поля п
сильных электрических полях и почему?
4. Какая область в. а. х. (рис. 5.5) соответствует процессу образования
электрического домена?
5. Почему в кристалле может существовать одновременно только один
электрический домен?
6. Возникали бы в полупроводнике высокочастотные колебания, если бы
долины, разделенные потенциальным барьером, находились не в зоне проводи
мости, а в валентной зоне?
7. Вычислить частоту высокочастотных колебаний, возникающих в образце
полупроводника длиной I мкм, если Епор=6 кВ/см, а подвижность электронов
в верхней долине =30О см 2 /(В-с).
8. От чего зависят время жизни т и диффузионная длина L неравновесных
носителей заряда?
9. Каким образом в полупроводнике можно создавать неравновесные носи
тели заряда?
10. При каких условиях
наблюдается
диффузия
неравновесных
носителей
заряда в полупроводниках?
11. Вычислить коэффициенты диффузии электронов и дырок в германии при Т=27°С, если -3800 см 2 /(Вс), -1900 см 2 /(В-с).
12. В некоторой точке однородного электронного полупроводника световым
зондом генерируются пары носителей. Определить диффузионную длину дырок.
если концентрация неравновесных дырок на расстоянии х, = 2 мм от зонда равна
р, = 1014 см-3, а на расстоянии .х2=4,3 мм, р2=1013 см-3.
13. Электроды, на которых измеряют э. д. с. Холла, должны располагаться
строго друг против друга, т. е. на эквипотенциальных поверхностях. С нем это
связано?
14. Полупроводниковая пластина квадратного сечения со стороной 1 мм
помещена в магнитное поле с индукцией В. Ток, проходящий через пластину,
равен 50 мА. Величина образовавшейся разности потенциалов Холла составляет
Uх = 10 мВ. Определить индукцию В, если концентрация носителей заряда
равна 1016 см-3.
15. Во сколько раз должны отличаться скорости электронов в металле и
полупроводнике, если величина э. д. с. Холла, образовавшейся в них, одинакова
и одинаковы все остальные условия?
16. Вычислить, при каком соотношении концентраций электронов и дырок
в примесном германии э. д. с. Холла становится равной пулю, если подвижности
электронов и дырок равны соответственно n=3900 см2/(Вс) и Р =
= 1900 см2/(В-с).
17. Определить температуру Дебая в для материала, в котором максималь
ная частота колебаний составляет 10 13 1/с.
18. Чем ограничивается длина упругой волны в твердом теле при низких
и высоких температурах?
19. Почему в реальных кристаллах теплопроводность имеет конечное зна
ченне?
20. Что является причиной рассеяния упругих волн в твердо
1 Ионные, ковалентные, атомные, молекулярные кристаллы.
2 Классическая теория теплоемкости. Кристаллов. Теплоемкость по Эйнштейну.
3 Компенсированный полупроводник. Вырожденный полупроводник.
4 Механизмы рассеяния носителей заряда.
5 Статистики Ферми-Дирака, Бозе-Эйнштейна.