3.4. Электропроводность металлов и полупроводников

61. Удельная проводимость у металла равна 10 МСм/м. Оценить по классической теории среднюю длину свободного пробега электронов в металле, если концентрация свободных электронов равна 2,3*10²⁸ м³. Среднюю скорость хаотического движения электронов принять равной 1,6 Мм/с.

62. Исходя из модели свободных электронов, определить число соударений, которые испытывает электрон за время 1 с, находясь в металле, если концентрация свободных электронов равна 5,3*10²⁹ м³. Удельную проводимость у металла принять равной 10 МСм/м.

63. Во сколько раз изменится при повышении температуры от 300 до 360 К электропроводность: а) металла; б) собственного полупроводника, ширина запрещенной зоны которого 0,32 эВ? Каков характер изменения в обоих случаях?

64. Как соотносятся проводимости германия и кремния при комнатной температуре 27 ⁰С (используйте оценки соответствующих вероятностей)?

65. При нагревании некоторого собственного полупроводникового кристалла от температуры 0⁰С до температуры 10⁰С его удельная проводимость возрастает в 2,3 раза. Определить ширину запрещенной зоны кристалла и материал полупроводника.

66. Кремниевый образец нагревают от температуры 0⁰С до температуры 10⁰С. Во сколько раз возрастает его удельная проводимость?

67. Полупроводниковый кристалл, ширина запрещенной зоны которого 0,69 эВ, нагревают от температуры 27⁰С на 100 градусов. Во сколько раз возрастает его удельная проводимость?

68. Найти минимальную энергию, необходимую для образования пары электрон-дырка в некотором полупроводниковом кристалле, если его удельная проводимость изменяется в 1,7 раза при изменении температуры от 20 до 3⁰С.

69. Сопротивление полупроводникового кристалла PbS при температуре 20⁰С равна 10 кОм. Определить его сопротивление при температуре 50⁰С.

70. Германиевый образец нагревают от 0 до 17 ⁰С. Принимая ширину запрещенной зоны германия 0,75 эВ, определить, во сколько раз возрастает его удельная проводимость.

Библиографический список

Основная литература

1. Трофимова Т. И. Курс физики / Т. И. Трофимова. М., 2006. 560 с.

2. Детлаф А. А. Курс физики / А. А. Детлаф, Б. М. Яворский. М., 2001. 607 с.

3. Трофимова Т. И. Краткий курс физики / Т. И. Трофимова. М., 2006. 352 с.

4. Яворский Б. М. Справочник по физике / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. М., 1990. 622 с.

5. Савельев И. В. Курс физики / И. В. Савельев. М., 2004. Т. 2. 442 с.

6. Аронова Т. А. Методические указания для подготовки студентов к тестированию по разделам физики «Статистическая физика» и «Физика твердого тела» / Т. А. Аронова, О. И. Сердюк, Г. Б. Тодер / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. 39 с.

7. Гончар И. И. Элементы статистической физики: классические и квантовые распределения / И. И. Гончар, С. Н. Крохин, Г. Б. Тодер / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. 42 с.

Дополнительная литература

1. Е п и ф а н о в Г. И. Физика твердого тела / Г. И. Е п и ф а н о в. М., 1977. 288 с.

2. Б у ш м а н о в Б. Н. Физика твердого тела / Б. Н. Б у ш м а н о в, Ю. А. Х р о м о в. М., 1971. 224 с.