Цель работы: исследование спектральных зависимостей фотопроводимости полупроводников СdS и СdSе и зависимостей фотопроводимости от уровня оптического облучения.
Фотоэлектрические свойства полупроводника описывают изменение электрических характеристик материала при воздействии электромагнитного излучения оптического диапазона.
Добавочную проводимость, возникающую при фотоактивном поглощении, называют фотопроводимостью γф. Фотопроводимость равна разности проводимостей полупроводника на свету γс и в темноте γт.
Различают собственную и примесную фотопроводимость. Собственная фотопроводимость обусловлена оптическими переходами электронов из валентной зоны в зону проводимости. Примесная фотопроводимость связана с оптическими переходами электронов с примесных уровней в зону проводимости или же с захватом электронов валентной зоны на примесные уровни (образованием дырок в валентной зоне).
Важнейшим свойством ФРЭ является зависимость фотопроводимости от энергии (длины волны) падающего фотона, описываемой спектральной характеристикой
Деление барабана
|
λ, мкм
|
Эλ, у. е
|
Rс, МОм
|
γс, мкСм
|
γф, мкСм
|
γ΄ф, у. е.
|
γ΄ ф / γ΄ ф max, о. е.
|
600
|
0,141
|
0,476
|
2,459
|
0,406669
|
0,337694
|
2,394995
|
0,0194397
|
700
|
0,143
|
0,477
|
1,938
|
0,515996
|
0,447021
|
3,12602
|
0,0253733
|
800
|
0,145
|
0,478
|
1,541
|
0,648929
|
0,579954
|
3,999684
|
0,0324646
|
900
|
0,147
|
0,479
|
1,131
|
0,884173
|
0,815198
|
5,545566
|
0,0450122
|
1000
|
0,15
|
0,48
|
0,894
|
1,118568
|
1,049593
|
6,997288
|
0,0567956
|
1100
|
0,153
|
0,481
|
0,682
|
1,466276
|
1,397301
|
9,132684
|
0,0741281
|
1200
|
0,157
|
0,482
|
0,505
|
1,980198
|
1,911223
|
12,17339
|
0,098809
|
1300
|
0,163
|
0,484
|
0,365
|
2,739726
|
2,670751
|
16,38498
|
0,1329935
|
1400
|
0,172
|
0,487
|
0,264
|
3,787879
|
3,718904
|
21,62153
|
0,1754976
|
1500
|
0,182
|
0,49
|
0,184
|
5,434783
|
5,365808
|
29,48246
|
0,2393031
|
1600
|
0,195
|
0,494
|
0,127
|
7,874016
|
7,805041
|
40,02585
|
0,3248816
|
1700
|
0,21
|
0,499
|
0,081
|
12,34568
|
12,2767
|
58,4605
|
0,4745119
|
1800
|
0,228
|
0,505
|
0,056
|
17,85714
|
17,78817
|
78,01828
|
0,6332584
|
1900
|
0,248
|
0,512
|
0,037
|
27,02703
|
26,95805
|
108,7018
|
0,8823105
|
2000
|
0,27
|
0,52
|
0,03
|
33,33333
|
33,26436
|
123,2013
|
1
|
2100
|
0,295
|
0,528
|
0,032
|
31,25
|
31,18102
|
105,6984
|
0,8579322
|
2200
|
0,323
|
0,536
|
0,031
|
32,25806
|
32,18909
|
99,65662
|
0,8088925
|
2300
|
0,353
|
0,545
|
0,033
|
30,30303
|
30,23406
|
85,64888
|
0,6951945
|
2400
|
0,385
|
0,555
|
0,04
|
25
|
24,93102
|
64,75591
|
0,5256105
|
2500
|
0,42
|
0,566
|
0,061
|
16,39344
|
16,32447
|
38,86778
|
0,3154818
|
2600
|
0,46
|
0,579
|
0,113
|
8,849558
|
8,780582
|
19,08822
|
0,1549352
|
2700
|
0,505
|
0,594
|
0,225
|
4,444444
|
4,375469
|
8,664296
|
0,0703263
|
2800
|
0,56
|
0,611
|
0,556
|
1,798561
|
1,729586
|
3,088547
|
0,0250691
|
2900
|
0,63
|
0,629
|
1,823
|
0,548546
|
0,479571
|
0,761224
|
0,0061787
|
3000
|
0,71
|
0,649
|
6,897
|
0,144991
|
0,076016
|
0,107064
|
0,000869
|
3100
|
0,83
|
0,672
|
10,381
|
0,09633
|
0,027355
|
0,032958
|
0,0002675
|
3200
|
0,99
|
0,697
|
11,249
|
0,088897
|
0,019922
|
0,020123
|
0,0001633
|
3300
|
1,17
|
0,725
|
11,892
|
0,08409
|
0,015115
|
0,012919
|
0,0001049
|
3400
|
1,37
|
0,728
|
11,71
|
0,085397
|
0,016422
|
0,011987
|
9,73E-05
|
3500
|
1,6
|
0,8
|
11,142
|
0,08975
|
0,020775
|
0,012985
|
0,0001054
|
Обработка результатов
Для CdS (сульфид кадмия):
d, мм
|
Rс, МОм
|
γс, мкСм
|
γф, мкСм
|
d/dmax, о. е.
|
0,01
|
14,5
|
0,069444
|
0,000469
|
0,0025
|
0,02
|
3,184
|
0,31407
|
0,245095
|
0,005
|
0,03
|
2,281
|
0,438404
|
0,369429
|
0,0075
|
0,05
|
0,862
|
1,160093
|
1,091118
|
0,0125
|
0,1
|
0,404
|
2,475248
|
2,406272
|
0,025
|
0,2
|
0,209
|
4,784689
|
4,715714
|
0,05
|
0,3
|
0,145
|
6,896552
|
6,827577
|
0,075
|
0,5
|
0,1
|
10
|
9,931025
|
0,125
|
1
|
0,051
|
19,60784
|
19,53887
|
0,25
|
2
|
0,033
|
30,30303
|
30,23406
|
0,5
|
4
|
0,032
|
31,25
|
31,18102
|
1
|
Для CdSe (селенид кадмия):
Деление барабана
|
λ, мкм
|
Эλ, у. е
|
Rс, МОм
|
γс, мкСм
|
γф, мкСм
|
γ΄ф, у. е.
|
γ΄ ф / γ΄ ф max, о. е.
|
600
|
0,141
|
0,476
|
12,413
|
0,080561
|
0,011969
|
0,084886
|
0,000107
|
700
|
0,143
|
0,477
|
11,732
|
0,085237
|
0,016645
|
0,1164
|
0,0001467
|
800
|
0,145
|
0,478
|
10,561
|
0,094688
|
0,026096
|
0,179974
|
0,0002268
|
900
|
0,147
|
0,479
|
9,03
|
0,110742
|
0,04215
|
0,286736
|
0,0003614
|
1000
|
0,15
|
0,48
|
8,742
|
0,11439
|
0,045798
|
0,305323
|
0,0003848
|
1100
|
0,153
|
0,481
|
7,419
|
0,134789
|
0,066197
|
0,432662
|
0,0005453
|
1200
|
0,157
|
0,482
|
5,848
|
0,170999
|
0,102407
|
0,652273
|
0,000822
|
1300
|
0,163
|
0,484
|
4,343
|
0,230256
|
0,161664
|
0,991802
|
0,0012499
|
1400
|
0,172
|
0,487
|
3,049
|
0,327976
|
0,259385
|
1,50805
|
0,0019005
|
1500
|
0,182
|
0,49
|
1,955
|
0,511509
|
0,442917
|
2,433611
|
0,003067
|
1600
|
0,195
|
0,494
|
1,163
|
0,859845
|
0,791253
|
4,05771
|
0,0051138
|
1700
|
0,21
|
0,499
|
0,651
|
1,536098
|
1,467507
|
6,988126
|
0,0088069
|
1800
|
0,228
|
0,505
|
0,357
|
2,80112
|
2,732529
|
11,98477
|
0,0151039
|
1900
|
0,248
|
0,512
|
0,169
|
5,91716
|
5,848568
|
23,58294
|
0,0297206
|
2000
|
0,27
|
0,52
|
0,092
|
10,86957
|
10,80097
|
40,00361
|
0,0504149
|
2100
|
0,295
|
0,528
|
0,054
|
18,51852
|
18,44993
|
62,54212
|
0,0788193
|
2200
|
0,323
|
0,536
|
0,034
|
29,41176
|
29,34317
|
90,84574
|
0,1144892
|
2300
|
0,353
|
0,545
|
0,023
|
43,47826
|
43,40967
|
122,9736
|
0,1549786
|
2400
|
0,385
|
0,555
|
0,008
|
125
|
124,9314
|
324,4972
|
0,4089506
|
2500
|
0,42
|
0,566
|
0,003
|
333,3333
|
333,2647
|
793,4875
|
1
|
2600
|
0,46
|
0,579
|
0,004
|
250
|
249,9314
|
543,3291
|
0,6847356
|
2700
|
0,505
|
0,594
|
0,01
|
100
|
99,93141
|
197,884
|
0,2493851
|
2800
|
0,56
|
0,611
|
0,064
|
15,625
|
15,55641
|
27,7793
|
0,0350091
|
2900
|
0,63
|
0,629
|
0,531
|
1,883239
|
1,814647
|
2,880393
|
0,00363
|
3000
|
0,71
|
0,649
|
5,821
|
0,171792
|
0,1032
|
0,145352
|
0,0001832
|
3100
|
0,83
|
0,672
|
12,455
|
0,080289
|
0,011697
|
0,014093
|
1,776E-05
|
3200
|
0,99
|
0,697
|
13,029
|
0,076752
|
0,00816
|
0,008242
|
1,039E-05
|
3300
|
1,17
|
0,725
|
13,324
|
0,075053
|
0,006461
|
0,005522
|
6,959E-06
|
3400
|
1,37
|
0,728
|
13,552
|
0,07379
|
0,005198
|
0,003794
|
4,782E-06
|
3500
|
1,6
|
0,8
|
13,823
|
0,072343
|
0,003751
|
0,002345
|
2,955E-06
|
d, мм
|
Rс, МОм
|
γс, мкСм
|
γф, мкСм
|
d/dmax, о. е.
|
0,01
|
14,5
|
0,068966
|
0,000374
|
0,0025
|
0,02
|
1,103
|
0,906618
|
0,838027
|
0,005
|
0,03
|
0,439
|
2,277904
|
2,209313
|
0,0075
|
0,05
|
0,14
|
7,142857
|
7,074265
|
0,0125
|
0,1
|
0,0458
|
21,83406
|
21,76547
|
0,025
|
0,2
|
0,0195
|
51,28205
|
51,21346
|
0,05
|
0,3
|
0,0136
|
73,52941
|
73,46082
|
0,075
|
0,5
|
0,0095
|
105,2632
|
105,1946
|
0,125
|
1
|
0,0046
|
217,3913
|
217,3227
|
0,25
|
2
|
0,0029
|
344,8276
|
344,759
|
0,5
|
4
|
0,003
|
333,3333
|
333,2647
|
1
|
Пример расчетов:
γс =1/ Rс=1/14,5=0,068966.
ф с т =0,068966—0,068592=0,000374.
d/dmax=0,01/4=0,0025.
γ΄ф= γф/ Эλ=0,011969/0,476=0,084886.
Рисунок 1 – спектральная зависимость фотопроводимости.
Рисунок 2 - График CdS световая характеристика.
Рисунок 3 - График CdSe световая характеристика.
Вывод: В ходе лабораторной работы мы исследовали два полупроводниковых материала CdS –сульфат кремния и CdSe – селенид кадмия. В ходе работы были построены графики спектральной зависимости. Было получено, что красная граница для CdS составляет мкм, а для CdSe мкм. Также было определено максимальное значение фотопроводимости.
В работе также предоставлены графики световых характеристик.
|
Скачать 51.29 Kb.