ĐỀ THI MÔN CƠ SỞ VẬT LIỆU ĂN MÒN

Trang 1 CƠ SỞ VẬT LIỆU VÀ ĂN MÒN BÀI TẬP CHƯƠNG IV – TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU Tổng hợp bởi Lê Minh Trung – HC17KSTN Cho các hằng số sau 23 A N AN 6,022 10= =  nguyên tửmol R 8, 314= JmolK 0,082= atmLmolK 1,987= calmolK 195,196 10=  eVmolK 23k 1, 38 10−=  JK = 58,61 10− eVK = 243, 30 10− calK 19e 1,60 10 C−=  Các tiền tố SI p n  m k M G T 1210− 910− 610− 310− 310 610 910 1210 Thông số điện học của một số vật liệu ở nhiệt độ phòng (~ 27oC) Kim loại  710− ( ) 1 m −  M (gmol) K.

CƠ SỞ VẬT LIỆU VÀ ĂN MÒN BÀI TẬP CHƯƠNG IV – TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU Tổng hợp bởi: Lê Minh Trung – HC17KSTN Cho số sau: N A = AN = 6,022  10 23 nguyên tử/mol R = 8,314 J/molK = 0,082 atmL/molK = 1,987 cal/molK = 5,196  1019 eV/molK k = 1,38  10−23 J/K = 8,61  10−5 eV/K = 3,30  10−24 cal/K e = 1,60  10−19 C Các tiền tố SI: p n  m k M G T 10 −12 10 −9 10 −6 10 −3 103 106 109 1012 Thông số điện học số vật liệu nhiệt độ phòng (~ 27oC)  10−7 Kim loại ( m ) −1 M Kim loại (g/mol)  10−7 M ( m ) (g/mol) −1 Bạc 6,8 107,87 Sắt 1,0 55,85 Đồng 6,0 63,54 Platinum 0,94 195,08 Vàng 4,3 196,97 Thép carbon phẳng 0,6 - Nhôm 3,8 26,98 Thép không gỉ 0,2 - Đồng thau* 1,6 (*) Hàm lượng 70 wt% Cu, 30 wt% Zn Khối lượng riêng phân tử khối số bán dẫn tinh khiết: Ge 5,32 g/cm3 72,64 g/mol Si 2,34 g/cm3 28,08 g/mol Trang Thông số điện học số bán dẫn nhiệt độ phòng (~ 27oC): Vật liệu Năng lượng Linh độ Linh độ Độ dẫn điện miền cấm electron lỗ trống (tinh khiết) (eV) (m2/Vs) (m2/Vs) ( m ) −1 Nguyên tố Ge 0,67 0,39 0,19 2,2 Si 1,11 0,145 0,050 3,4  10−4 Hợp chất III – V AlP 2,42 0,006 0,045 - AlSb 1,58 0,02 0,042 - GaAs 1,42 0,80 0,04 3,0  10−7 GaP 2,26 0,011 0,0075 - InP 1,35 0,460 0,015 2,5  10−6 InSb 0,17 8,00 0,125 2,0  104 Hợp chất II – VI CdS 2,40 0,040 0,005 - CdTe 1,56 0,105 0,010 - ZnS 3,66 0,060 - - ZnTe 2,40 0,053 0,010 - Trang Nồng độ điện tử dẫn bán dẫn Ge Si tinh khiết theo nhiệt độ: Linh độ electron (a) lỗ trống (b) bán dẫn silic theo nhiệt độ: Trang PHẦN I BÀI TẬP N Lưu ý: Các thông số điện học số vật liệu bán dẫn lấy trang 01 Câu Tính độ dẫn điện điện trở dây dẫn hình trụ silicon có đường kính 7,0 mm, chiều dài 57 mm có cường độ dịng điện 0,25A chạy dọc theo chiều dài sợi dây Hiệu điện đo hai vị trí cách 45 mm sợi dây 24V Câu Một dây nhơm có điện trở suất  = 3,44  10−8 m, đường kính mm, chiều dài 0,5 m Phải đặt hiệu điện để cường độ dòng điện qua dây dẫn 30 mA ? Câu Tính đường kính tổi thiểu dây dẫn điện nhôm dài 10 m, có cường độ dịng điện 5A chạy dọc theo chiều dài sợi dây để hiệu điện dẫn hai đầu sợi dây khơng vượt q 1,0V Câu Tính chiều dài tối đa dây dẫn thép khơng gỉ có đường kính mm để điện trở khơng vượt q 20  Câu Một dây dẫn nhơm có đường kính 5,0 mm, chiều dài 5m a Tính cường độ mật độ dịng điện chiều dài dây dẫn hiệu điện hai đầu dây 0,04V b Tính độ lớn cường độ điện trường hai đầu dây dẫn Câu Một dây dẫn hình trụ đường kính mm kim loại M có cường độ dịng điện qua dây dẫn 12A với độ giảm điện 300 mm chiều dài dây tối thiểu 0,01V Kim loại M kim loại kim loại nêu trang ? Câu a Tính tốc độ di chuyển trung bình electron germanium nhiệt độ phòng cường độ điện trường 1000 V/m b Tính thời gian cần thiết để electron di chuyển hết đoạn đường thẳng dài 25 mm tinh thể Trang Câu Một bán dẫn loại n có nồng độ electron tự 5,0  1017 m −3 Nếu vận tốc di chuyển trung bình electron 350 m/s điện trường có cường độ 1000 V/m, xác định độ dẫn điện bán dẫn Câu Đặt hai đầu bán dẫn tinh khiết hiệu điện 46V thấy dịng điện I qua  A Biết có kích thước L  W  H = 2cm  mm  0,5mm (thanh có dạng hình hộp chữ nhật) a Xác định mật độ dòng điện qua b Xác định cường độ điện trường E tạo c Xác định độ dẫn điện  điện trở suất  d Xác định nồng độ điện tử lỗ 300K Biết linh độ electron lỗ trống nhiệt độ 1300 500 cm2/Vs e Tính tốn nồng độ lỗ cho phụ gia acceptor vào bán dẫn Biết độ dẫn bán dẫn sau cho phụ gia 10 ( m ) p = pe = nồng độ phụ gia −1 Câu 10 Vonframe có khối lượng riêng 18,8 g/cm3, khối lượng nguyên tử 184 g/mol Biết vonframe có nồng độ điện tử tự 1,23  1023 cm −3 Xác định số điện tử tự nguyên tử vonframe Câu 11 Ở nhiệt độ phòng, độ dẫn điện linh độ electron đồng 6,0  107 ( .m ) −1 0,0030 m / Vs Xác định nồng độ electron tự tinh thể đồng theo số electron/m3 số electron/nguyên tử đồng Biết đồng có khối lượng riêng 8,9 g/cm3 Câu 12 Độ dẫn điện khối lượng riêng Au 4,3  107 ( m ) −1 19,32 g/cm3 Tính số electron tự m3 tinh thể vàng linh độ electron tinh thể vàng, biết trung bình ngun tử vàng có 1,5 electron tự Câu 13 Ở nhiệt độ phòng, độ dẫn điện PbTe 500 ( m ) Biết linh độ −1 electron lỗ trống vật liệu 0,16 0,075 m2/Vs Xác định mật độ hạt mang điện n i PbTe nhiệt độ phòng Trang Câu 14 Đồng thiếc hợp kim chứa 92 wt% Cu wt% Sn Ở nhiệt độ phòng, đồng thiếc tồn hai pha: Pha  chứa Cu lượng nhỏ Sn dung dịch rắn; pha  chứa Cu 37 wt% Sn Giản đồ pha hợp kim cho dạng rút gọn sau: Biết điện trở suất hỗn hợp gồm nhiều vật liệu tính tốn theo cơng thức: m = 1V1 + 2 V2 + + i Vi với  V điện trở suất phân thể tích cấu tử I hỗn hợp Tính độ dẫn điện hợp kim đồng thiếc nhiệt độ phòng Biết điện trở suất khối lượng riêng pha  ,  cho bảng sau: Pha Điện trở suất ( m ) Khối lượng riêng (g/cm3)  1,88  10−8 8,94  5,32  10 −7 8,25 Câu 15 a Xác định mật độ electron tự nguyên tử bán dẫn germanium silicon tinh khiết nhiệt độ phịng dựa thơng số bán dẫn trang 01 – 03 b Bán dẫn có mật độ electron tự lớn ? Vì ? Câu 16 Cho bán dẫn tinh khiết Si Biết 1014 ngun tử Si có 28 điện tử dẫn Tính nồng độ điện tử m3 tinh thể bán dẫn dựa thông số khối lượng riêng trang 01 Trang Câu 17 Tính nồng độ điện tử lỗ cho bán dẫn Ge 300K, biết điện trở suất trường hợp 0,02 cm Câu 18 a Xác định số điện tử dẫn n cm3 bán dẫn Si tinh khiết Biết điện trở suất bán dẫn Si tinh khiết 2,3  10 m b Xác định tỉ lệ số điện tử dẫn / số điện tử hóa trị, biết Si có cấu trúc tinh thể giống với kim cương, số mạng a = 0,543 nm Câu 19 a Phụ gia đóng vai trị chất cho (donor) hay chất nhận (acceptor) bán dẫn ngoại lai sau ? Đồng thời, dự đoán kiểu bán dẫn ngoại lai cho thêm phụ gia vào bán dẫn tinh khiết Giả thiết phụ gia thay nguyên tử tinh khiết bán dẫn ban đầu Phụ gia Al P S In Cd Sb Bán dẫn Si Ge AlP CdTe GaAs ZnSe b Trong hai loại bán dẫn: loại n loại p, loại làm tăng số lỗ trống, loại làm tăng số electron tự ? Vì ? Câu 20 Cho điện trường 12 V/cm đặt vào Si cho phụ gia acceptor có nồng độ lỗ 1011 cm −3 Xác định mật độ dòng điện i qua này, biết 300oC, linh độ electron lỗ trống 1300 500 cm2/Vs nồng độ điện tử Si nguyên chất 300K 1,5  1010 cm −3 Câu 21 a Độ dẫn điện dây dẫn silicon nhiệt độ phòng 300 ( m ) Nồng độ lỗ −1 trống dây dẫn 2,0  10 22 m −3 Xác định nồng độ electron dây dẫn b Bán dẫn câu a bán dẫn tinh khiết, bán dẫn loại p hay loại n ? Trang Câu 22 Thêm vào bán dẫn Germanium lượng As có nồng độ 10 24 m −3 để tạo thành bán dẫn ngoại lai nhiệt độ phòng Giả thiết toàn phụ gia As phân ly (1 nguyên tử As cho hạt mang điện) a Bán dẫn bán dẫn loại p hay loại n ? b Tính độ dẫn điện bán dẫn trên, biết linh độ electron lỗ trống 0,1 0,02 m2/Vs Câu 23 Kết khảo sát độ dẫn điện, số hạt electron (n) số lỗ trống (p) bán dẫn gallium antimonide (GaSb) tinh khiết bán dẫn GaSb loại p nhiệt độ phịng tóm tắt bảng dưới: Loại bán dẫn  ( m ) ( −1 n m −3 ) ( p m −3 ) Tinh khiết 8,9  104 8,7  1023 8,7  1023 Loại p 2,3  105 7,6  10 22 1,0  1025 Hãy xác định linh độ electron lỗ trống bán dẫn GaSb Câu 24 a Tính điện trở Ge nguyên chất 300K, biết linh độ electron lỗ trống nhiệt độ 3800 1800 cm3/Vs b Khi thêm phụ gia donor với tỉ lệ 108 nguyên tử Ge cho nguyên tử phụ gia Tính điện trở Ge sau thêm phụ gia Câu 25 Tính độ dẫn điện bán dẫn silicon nhiệt độ phòng cho thêm phụ gia a Arsenic với nồng độ 10 23 m −3 c Phosphorus với nồng độ 10 22 m −3 b Boron với nồng độ  1024 m −3 d Aluminum với nồng độ 1024 m −3 Giả thiết toàn phụ gia phân ly hoàn toàn (1 nguyên tử phụ gia cho hạt mang điện) Câu 26 Khi cho phụ gia Al vào Si với tỉ lệ khối lượng 100 phần tỷ Xác định độ dẫn điện bán dẫn nhiệt độ xét, biết linh độ lỗ trống 0,2 m2/Vs thông số khối lượng riêng trang 01 Trang Câu 27 Độ dẫn điện silic sau thêm phụ gia nhôm 200 ( m ) Biết linh độ −1 lỗ trống 0,0425 m2/Vs sau thêm phụ gia, cấu trúc tinh thể Si giữ nguyên, giống với cấu trúc tinh thể kim cương có số mạng a = 0,543 nm Xác định tỷ lệ phần mol Al cho vào Si Câu 28 Điện trở Ge 20oC 0,5 m Xác định điện trở 40oC bán dẫn này, biết lượng miền cấm 0,7 eV Câu 29 Cho bán dẫn có độ dẫn điện 20oC 100oC 250 1100 ( m ) Tính −1 lượng miền cấm bán dẫn Câu 30 Tính độ dẫn điện bán dẫn silicon tinh khiết 127oC Câu 31 Ở khoảng nhiệt độ gần nhiệt độ phòng, độ dẫn điện bán dẫn tinh khiết tính công thức:  Eg   2kT     = CT −3/ exp  − Với C số đặc trưng, T nhiệt độ khảo sát (K), Eg lượng vùng cấm bán dẫn Hãy xác định: a Độ dẫn điện bán dẫn Germanium tinh khiết 175oC b Nhiệt độ cần thiết để bán dẫn Germanium có độ dẫn điện 40 ( m ) −1 c Nhiệt độ cần thiết để bán dẫn GaAs có độ dẫn điện 1,6  10 −3 ( m ) −1 Câu 32 Điện trở đồng tăng 0,4% tăng 1oC Cần phải tăng nhiệt độ lên để điện trở đồng tăng gấp lần so với điện trở nhiệt độ phịng ? Sau tăng nhiệt độ, điện trở đồng lúc ? Câu 33 Một bán dẫn nguyên chất có lượng miền cấm 0,72 eV Xác định nhiệt độ để độ dẫn điện giảm lần so với nhiệt độ 20oC Câu 34 Bán dẫn kiểu p (khi có phụ gia acceptor) có lượng miền cấm 0,1 eV; độ dẫn điện  = 10 ( cm ) −1 20oC Tính độ dẫn điện bán dẫn 0oC Trang Câu 35 Tính độ dẫn điện 200oC loại bán dẫn tinh khiết có lượng miền cấm 0,66 eV Biết linh độ electron lỗ trống 300K 0,364 0,190 m2/Vs, số điện tử dẫn nhiệt độ n i = 23  1018 m −3 Câu 36 Để xác định lượng miền cấm bán dẫn Si, người ta đo mật độ electron  1 tự bán dẫn điều kiện khác thu đồ thị  ln n i −  : T  Biết với bán dẫn tinh khiết, ta có mối quan hệ số electron tự nhiệt độ  −E g  sau: n i ~ exp  Xác định lượng miền cấm bán dẫn Si theo eV  2kT    Câu 37 Một oxyt sắt xảy tượng khơng tương hợp hóa học (xuất ion Fe + thay cho ion Fe + ) có cơng thức Fe1− x O với tỉ lệ Fe + / Fe + = / Biết số mạng FeO 0,430 nm; khối lượng phân tử Fe O 55,85 16,00 g/mol a Xác định nồng độ hạt dẫn điện cm3 tinh thể FeO b Xác định độ dẫn điện oxyt 30oC Biết độ dẫn điện oxyt 50oC ( m ) , lượng hoạt hóa oxyt 0,1 eV −1 c Xác định linh độ lỗ trống oxyt 30oC Trang 10 Câu 38 Xác định nhiệt độ thích hợp T’ để độ dẫn điện NaCl có trật tự kiểu Schottky độ dẫn điện NaCl có phụ gia CaCl2 Biết lượng tạo thành trật tự Schottky eV/nguyên tử; lượng hoạt hóa có phụ gia 0,5 eV/nguyên tử Độ dẫn điện trạng thái  o trật tự kiểu Schottky gấp 3000 lần có phụ gia Câu 39 Xác định độ dẫn điện ZnO xảy tượng không tương hợp hóa học Biết tỉ lệ Zn + / Zn + = / 2, khối lượng riêng ZnO 5,59 g/cm3, khối lượng nguyên tử Zn O 65,37 16,00 g/mol linh độ electron điều kiện xét  10−2 cm2/Vs Câu 40 ZrO2 có cấu trúc kiểu mạng giống CaF2, có số mạng 0,5131 nm Khi cho 10% phần mol CaO kết hợp với 90% phần mol ZrO2 tạo dung dịch rắn có khả dẫn ion O2 − a Xác định chế dẫn ion O2 − b Xác định nồng độ lỗ trống oxy cm3 tinh thể c Xác định độ dẫn điện  linh độ ion O2 − đặt mẫu hình hộp chữ nhật vật liệu có diện tích mặt cắt ngang 0,5 cm2, chiều dài 2cm Biết đặt hai đầu vật liệu hiệu điện 40V cường độ dịng điện qua chiều dài vật liệu mA Câu 41 ZrO2 có cấu trúc kiểu mạng giống CaF2, có khối lượng riêng 6,348 g/cm3 Khi cho 11% phần mol Y2O3 kết hợp với 89% phần mol ZrO2 tạo hợp chất có cơng thức Yx Zry O z a Xác định giá trị x, y, z b Xác định nồng độ lỗ trống oxy cm3 tinh thể c Xác định độ dẫn điện vật liệu biết linh độ ion O2 − qua lỗ trống tinh thể  10−2 cm2/Vs Biết khối lượng riêng Zr 91,22 g/mol Trang 11 Câu 42 Khi kết hợp Li O NiO theo tỉ lệ tương ứng 1/10 thu dung dịch rắn có cơng thức Li x Ni12−+2x Ni x3 + O a Xác định nồng độ hạt dẫn điện cm3 vật liệu b Xác định độ dẫn điện vật liệu 30oC, biết linh độ lỗ trống vật liệu 0,04 cm2/Vs Câu 43 Sau tồn trật tự, oxyt nikel có cơng thức hóa học Ni12−+2x Ni x3 + O Biết tỉ lệ Ni + / Ni + = 0,4; khối lượng riêng NiO 9,2 g/cm3, lượng hoạt hóa vật liệu 0,1 eV a Xác định độ dẫn điện vật liệu 30oC, biết 50oC, độ dẫn điện vật liệu ( m ) −1 b Xác định linh độ lỗ trống vật liệu 30oC  Trang 12 PHẦN II ĐÁP ÁN THAM KHẢO N Lưu ý: Đáp án thực dựa giá trị lấy trang 01 – 03  = 15,4 ( m ) , R 57 mm = 121,6  −1 U = 0,164 mV d = 1,29 mm max = 282,7 m a I = 5,97 A; i = 30,4 A/cm2; b E = mV/m   1,62  107 ( m ) → Đồng thau, Fe, Pt, Thép carbon phẳng, thép không gỉ −1 a e = 390 m/s; b 64 s  = 0,028 ( m ) −1 a i = 10−4 A/cm2; b E = 23 V/cm; c  = 4,35  10 −6 ( cm ) ,  = 2,3  10 cm −1 d n i = pi = 1,5  1010 cm −3 ; e p = 1,25  1017 cm −3 10 electron tự do/1 nguyên tử W 11 1,48 electron tự do/1 nguyên tử Cu 12 n i = 8,86  10 28 m −3 , e = 3,03  10 −3 m2/Vs 13 n i = 1,33  10 22 m −3  %m  8−0 = %m  = 21,6% V = 23,0%  → →  14 Quy tắc đòn bẩy:  %m 37 − %m + %m = 100% %m = 78,4% V = 77,0%    →  = 1,368  10 −7 m →  = 7,31  106 ( m ) 15 a Số nguyên tử m3 bán dẫn Ge Si: Trang 13 −1 g  3  NT  = 4,41  10 28 m −3 cm   Ge  NT  =  10  N A →  28 −3 g    NT  Si = 5,00  10 m M   mol   Dựa độ dẫn điện, linh độ electron, linh độ lỗ trống Ge Si nhiệt độ phòng trang 02, ta có: ni = (  q e +  p ) Ge : n i ,Ge = 2,37  1019 m −3 → 16 −3 Si :n i ,Si = 1,09  10 m Mật độ electron tự nguyên tử: e  = 5,37  10 −10 Ge → e  Ge  e  Si  −13  e  Si = 2,18  10 b Mật độ electron tự bán dẫn Ge lớn lượng miền cấm Ge nhỏ Si (0,67 eV < 1,11 eV) nên eletron hóa trị Ge có khả nhảy lên miền dẫn, trở thành electron tự cao so với electron hóa trị Si 16 n i = 1,4  1016 m −3 17 n i = 5,39  10 22 m −3 18 a n i = 1,51  1010 m −3 ; b e  Si = 7,6  10 −14 electron tự do/1 electron hóa trị 19 a Al đóng vai trị phụ gia acceptor bán dẫn Si Al thay Si, Al (IIIA) có electron hóa trị so với Si (IVA) P đóng vai trị phụ gia donor bán dẫn Ge P thay Ge, P (VA) có nhiều electron hóa trị so với Ge (IVA) S đóng vai trị phụ gia donor bán dẫn AlP S thay P, S (VIA) có nhiều electron hóa trị so với P (VA) In đóng vai trị phụ gia donor bán dẫn CdTe In thay Cd, In (IIIA) có nhiều electron hóa trị so với Cd ([Kr]3d104s2) Trang 14 Cd đóng vai trị phụ gia accpetor bán dẫn GaAs Cd thay Ga, Cd ([Kr]3d104s2) electron hóa trị so với Ga (IIIA) Sb đóng vai trị phụ gia accpetor bán dẫn ZnSe Sb thay Se, Sb (VA) electron hóa trị so với Se (VIA) b Phụ gia loại n làm tăng số electron Do thay nguyên tử bán dẫn tinh khiết, nguyên tử phụ gia có nhiều electron hóa trị nên sau liên kết với nguyên tử bán dẫn, lượng electron hóa trị khơng tạo liên kết với ngun tử bán dẫn dễ bị đứt ra, tăng lượng electron tự Phụ gia loại p làm tăng số lỗ trống Do thay nguyên tử bán dẫn tinh khiết, ngun tử phụ gia có electron hóa trị nên sau liên kết với nguyên tử bán dẫn cịn lỗ trống khơng đủ electron hóa trị để liên kết, làm tăng số lỗ trống ( ) 20 n i2 = np → n = 2,25  109 → i = q nn + pp = 1,02  10 −4 A/cm2 21 a n =  − q  p  p q  n = 6,03  10 21 ; b p > n → Bán dẫn loại p 22 a Bán dẫn loại n (As (VA) có nhiều electron hóa trị Ge (IVA)) b  = 16  10 ( m ) −1 ( 23 Giải hệ phương trình  = q nn + pp )   = 0,5 m  n Vs →  p = 0,14 m Vs  24 a  = 44,64 cm; b  = 3,73 cm 25 a As (VA) → Bán dẫn loại n:  = 2320 ( m ) −1 b B (IIIA) → Bán dẫn loại p:  = 16000 ( m ) c P (VA) → Bán dẫn loại n:  = 232 ( m ) −1 −1 d Al (IIIA) → Bán dẫn loại p:  = 8000 ( m ) 26 Al (IIIA) → Bán dẫn loại p Trang 15 −1 100   28,08 m Al 100 10 = →  NT  Al =  6,02  10 23 = 6,26  1016 Xét mole Silic: → m Si 109 26,98 Thể tích mole Silic: V =  28,08  10 −6 = 1,2  10 −5 m3/mol 2,339 −1 6,26  1016 →p= = 5,21  10 21 m −3 →   q  p  p = 166,72 ( m ) −5 1,2  10 27 n Al = 200 = 0,0488 mol Al/m3 e  0,0425 N A Cấu trúc Si  Kim cương → n Si = 28 NA ( 0,543  10 ) −9 = 82973,5 mol Si/m3 → n Al = 0,59 ppm n Si  Eg  1   2 −1 = exp   −   →  = 1,21 ( m ) với k = 8,61  10 −5 eV/K 1  2k  T1 T2   29 Eg = 0,35 eV 30 Ở 400K, theo hình 01 (trang 03) → n i = 1019 m −3 Theo hình 02 (trang 03), ứng với n i  10 20 m −3 , T = 400K → e = 0,09 m2/Vs p = 0,045 m2/Vs →  = 0,216 ( m ) −1 Eg 31 Từ biểu thức đề → ln  = ln C − ln T − 2kT Từ kiện trang 02, với bán dẫn Ge tinh khiết: T = 300K, Eg = 0,67 eV,  = 2,2 ( m ) , k = 8,61  10 −5 eV/K → lnC = 22,31 −1 a  423K = 52,36 ( m ) −1 b T = 404,4K → t = 131,4o C c Với bán dẫn GaAs: T = 300K, Eg = 1,42 eV,  = 3,0  10 −7 ( m ) , k = 8,61  10 −5 eV/K −1 → lnC = 21,02 → T = 450,7K → t = 177,7 o C Trang 16 32   = T →  = 0,4% = 0,004 C −1 t o = 27 o C  − o → =  ( t − t o ) với  = 1,67  10 −8 m −1 (trang 01) →  o = o   =  10 ( m )  o − o = 0,004 ( t − 27 ) → t = 277 o C  →  o   =  = 3,34  10 −8 m o  33 t = 6,5o C 34  273K = 7,48 ( cm ) −1 35  300K = 2,04 ( m ) →  473K = 218,3 ( m ) −1 36 Hệ số góc k = −1 −E g 55 − 16 = −6500 = → Eg = 1,12 eV 0,001 − 0,007 2k 37 a Thay Fe + vào Fe + → Bán dẫn kiểu p: → p = Fe +  = 1,408  10 22 cm −3 Trang 17 b  30o C = 2,37 ( cm ) ; c p, 30o C = 1,02  10 −3 cm2/Vs −1 38 T' = 2175K 39 Thay Zn + vào Zn + → Bán dẫn kiểu n → n =  Zn +  = 1,64  10 22 cm −3 →  = 104,9 ( m ) 40 a Trang 18 −1 b VO = 2,96  10 21 cm −3 c R = −1 U = →  = 0,01 ( m ) I S d Độ dẫn điện ion:  = zFCi i với z: điện tích ion; F = 96500 C/mole: số Faraday, Ci , i nồng độ linh độ ion → i = O2− = 1,053  10 −7 cm2/Vs 41 a x = 0,198; y = 0,802; z = 1,901; b VO = 0,34  10 22 cm −3 ; c  = zFCi i = 21,8 ( cm ) 42 Cơ chế dẫn điện: Trang 19 −1 Thay Ni + vào Ni + tạo bán dẫn loại p, thêm Li2O để kiểm soát nồng độ Ni + → p =  Ni +  = 1,34  10 22 cm −3 →  = 85,76 ( cm ) −1 43 a Tương tự câu 42 Ni3+ không thêm Li2O vào →  = 2,3 ( cm ) b p, 30o C = 7,9  10 −4 cm2/Vs  Trang 20 −1 ... 1/10 thu dung dịch rắn có cơng thức Li x Ni12−+2x Ni x3 + O a Xác định nồng độ hạt dẫn điện cm3 vật liệu b Xác định độ dẫn điện vật liệu 30oC, biết linh độ lỗ trống vật liệu 0,04 cm2/Vs Câu 43... − đặt mẫu hình hộp chữ nhật vật liệu có diện tích mặt cắt ngang 0,5 cm2, chiều dài 2cm Biết đặt hai đầu vật liệu hiệu điện 40V cường độ dòng điện qua chiều dài vật liệu mA Câu 41 ZrO2 có cấu trúc... độ cần thi? ??t để bán dẫn Germanium có độ dẫn điện 40 ( m ) −1 c Nhiệt độ cần thi? ??t để bán dẫn GaAs có độ dẫn điện 1,6  10 −3 ( m ) −1 Câu 32 Điện trở đồng tăng 0,4% tăng 1oC Cần phải tăng nhiệt