Pracownia studencka transportowych zjawisk w strukturach półprzewodnikowych

Osoba odpowiedzialna: Dr Michał Marchewka

Pracownia Studencka Zjawisk Transportowych w Strukturach Półprzewodnikowych ma być integralną częścią cyklu wykładów „Zjawiska transportu elektronowego w strukturach półprzewodnikowych ” w ramach kursów „Zjawiska transportowe w półprzewodnikach” oraz „Fizyka struktur niskowymiarowych”, prowadzonych na kierunku Fizyka techniczna  teraz i będą prowadzone w ramach planowanego kierunku „Nanotechnologia i nowe materiały dla Lotnictwa”. Kurs taki wchodzi w standardy kierunku Fizyka Techniczna, zaś ćwiczenia laboratoryjne dają studentom możliwość doświadczalnej weryfikacji wiadomości teoretycznych a także prezentują możliwość pracy doświadczalnej i zapoznanie się z nowoczesnymi technikami pomiarowymi w fizyce doświadczalnej.


 

Opis ćwiczeń i aparatury

1)      Badanie zjawiska Halla w półprzewodniku objętościowym w przedziale temperatur 200-1600 C.
Cel ćwiczenia: Na podstawie danych doświadczalnych otrzymanych w trakcie doświadczenia zadaniem studenta będzie określenie typu przewodnictwa badanego półprzewodnika, wyznaczenia stałej Halla dla badanego rodzaju materiału, wyznaczenie zależności stałej Halla od temperatury, wyznaczenie ruchliwości nośników prądu, wyznaczenie koncentracji nośników większościowych. Wszystkie te wielkości pozwalają na dokładna analizę i interpretację badanego materiału półprzewodnikowego pod kątem jego własności fizycznych i zastosowań aplikacyjnych.

2)      Pomiar całkowitego kwantowy efekt Halla oraz oscylacji magneto oporu w temperaturze 4.2K.
Stanowisko pomiarowe, na który będzie możliwość pomiaru kwantowego efektu Halla oraz pomiaru oscylacji magneto oporu w temperaturze ciekłego helu (4.2K) w strukturach dwu wymiarowych (2D). Na podstawie danych doświadczalnych należy wyznaczyć parametrów nośników prądu gazu dwuwymiarowego, obliczyć koncentracji oraz ruchliwość nośników prądu. Wyznaczyć położenia poziomu Fermiego na podstawie wyników pomiarów koncentracji z oscylacji Shubnikova - de Haasa.

3)      Wyznaczanie stosunku e/kB i przerwy energetycznej w półprzewodnikach dla różnych temperatur.
Cel ćwiczenia: zapoznanie się z fizycznymi podstawami działania złącza p-n. Podczas wykonywania ćwiczenia zostaną wykonane pomiary zależności natężenia prądu płynącego przez złącze od przyłożonego napięcia (charakterystyk I(V)) dla różnych temperatur. Analiza otrzymanych charakterystyk pozwala na wyznaczenie stosunku e/kB i przerwy energii wzbronionej danego półprzewodnika (krzemu) oraz jej zależności w funkcji temperatury.

4)      Pomiar parametrów półprzewodnikowych metodą LBIC
LBIC (Laser Beam Induced Current) jest nieniszczącą metodą fotoelektrycznej charakteryzacji struktur mikroelektronicznych. Polega ona na badaniu odpowiedzi prądowej struktury na pobudzenie wiązką światła. W metodzie tej zogniskowana wiązka o określone długości skanuje od punktu do punktu powierzchnie próbki półprzewodnikowej powodując generacje par elektron-dziura. Wykorzystując dane pomiarowe na podstawie tego doświadczenia możemy wyznaczyć długości drogi dyfuzji. Dodatkowo można pośrednio wyznaczyć czas życia nośników nadmiarowych ich prędkość i rekombinacje.

Badanie optyczno-elektrycznych zależności półprzewodników w zakresie temperatur 2K-500K.
Badanie zależności optyczno elektrycznych półprzewodników w szerokim zakresie temperatur. Wyniki pomiarów pozwolą na określenie optycznych własności półprzewodników i możliwości ich zastosowań aplikacyjnych w szerokim zakresie temperatur.

 

Polski