BÁO CÁO THÍ NGHIỆM TÍNH CHẤT QUANG ĐIỆN TỪ CỦA VẬT LIỆU_ Bài: ĐO ĐẶC TÍNH ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU BÁN DẪN, KIM LOẠI PHỤ THUỘC VÀO NHIỆT ĐỘ I.Mục đích,ý nghĩa 1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất điện của vật liệu bán dẫn dựa trên đường đặc tuyến IV. 2. Xác định năng lượng hoạt hóa của chất bán dẫn theo nhiệt độ. 3. Xác định hệ số điện trở suất phụ thuộc nhiệt độ của vật liệu kim loại. II.Tiến hành thí nghiệm Đặt diodelinh kiện bán dẫn vào buồng đo, cho 2 chân của linh kiện tiếp xúc với kim đo, như hình 4 Bật nguồn Keithley 2450 Kiểm tra dây nối từ buồng đo tới Keithley 2450 theo sơ đồ như hình 2 Khởi động phần mềm đo IV trên máy tính Thiết lập các thông số của quá trình quét (giá trị dưới, trên của dải điện áp cần quét, số điểm cần quét, thời gian trễ của mỗi điểm quét, giá trị giới hạn dòng điện (giá trị an toàn cho thiết bị). Nhập tên file và đường dẫn tới thư mục sẽ lưu kết quả đo. Ấn nút “ Start IV sweep” trên phần mềm để bắt đầu quá trình quét. Đọc và ghi kết quả vào bảng Từ số liệu đã lưu, vẽ lại đường đặc tuyến IV, tính toán các thông số liên quan III.Kết quả tính toán 1.Đo đường đặc tuyến IV của vật liệu bán dẫn SnO2 với các điều kiện nhiệt độ khác nhau
VIỆN KH&KT VẬT LIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐO ĐẶC TÍNH ĐIỆN CỦA VẬT LIỆU BÁN DẪN, KIM LOẠI PHỤ THUỘC VÀO NHIỆT ĐỘ Học phần: Tính chất quang,điện,từ vật liệu Mã HP:MSE3025 GVHD: Nguyễn Văn Duy Nhóm 11 Họ tên : Bùi Đình Quang Lê Trọng Đạt Nguyễn Văn Quy Nguyễn Minh Hiếu Đoàn Văn Sơn Phạm Đức Toàn Đỗ Đức Anh Vũ Quang Khải Hoàng Lương Nghĩa 10 Nguyễn Thanh Nam MSSV: Mã lớp TN: 20196189 20196051 20172332 20185535 20196200 20196247 20196015 20185545 20196171 20196164 712824 712825 712821 712812 I.Mục đích,ý nghĩa Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến tính chất điện vật liệu bán dẫn dựa đường đặc tuyến I-V Xác định lượng hoạt hóa chất bán dẫn theo nhiệt độ Xác định hệ số điện trở suất phụ thuộc nhiệt độ vật liệu kim loại II.Tiến hành thí nghiệm -Đặt diode/linh kiện bán dẫn vào buồng đo, cho chân linh kiện tiếp xúc với kim đo, hình -Bật nguồn Keithley 2450 - Kiểm tra dây nối từ buồng đo tới Keithley 2450 theo sơ đồ hình - Khởi động phần mềm đo I-V máy tính - Thiết lập thơng số trình quét (giá trị dưới, dải điện áp cần quét, số điểm cần quét, thời gian trễ điểm quét, giá trị giới hạn dòng điện (giá trị an toàn cho thiết bị) - Nhập tên file đường dẫn tới thư mục lưu kết đo - Ấn nút “ Start I-V sweep” phần mềm để bắt đầu trình quét - Đọc ghi kết vào bảng - Từ số liệu lưu, vẽ lại đường đặc tuyến I-V, tính tốn thơng số liên quan III.Kết tính tốn 1.Đo đường đặc tuyến I-V vật liệu bán dẫn SnO2 với điều kiện nhiệt độ khác 2.Xác định lượng hoạt hóa vật liệu bán dẫn SnO2 theo nhiệt độ Năng lượng hoạt hóa Ea Xác định hệ số điện trở suất phụ thuộc nhiệt độ vật liệu kim loại Hình 1: Đường cong I-V 50℃ Hình 2: Đường cong I-V 100℃ Hình 3: Đường cong I-V 150℃ Hình 4: Đường cong I-V 200℃ Hình 5: Đường cong I-V 250℃ Hệ số nhiệt điện trở = a/R0 = 0.237/45.02 ~0.00526 K-1 IV.Nhận xét 1.Xác định lượng hoạt hóa vật liệu bán dẫn SnO2 theo nhiệt độ - Năng lượng hoạt hóa Ea lượng tối thiểu cần cung cấp cho tiểu phân để chúng có khả phản ứng - Ea phụ vào fitting hàm Arrehenius.Dựa vào đồ thị mối liên hệ 1/T Ln(I) ta thấy đồ thị đường thẳng,năng lượng hoạt hóa tăng nhiệt độ tăng =>Năng lượng phù hợp để kích thích hạt tải thành hạt dẫn tự 2.Xác định hệ số điện trở suất phụ thuộc nhiệt độ vật liệu kim loại -Đường đồ thj thể phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ hàm thuyến tính tăng dần theo nhiệt độ - Khi nhiệt độ tăng, ion kim loại nút mạng tinh thể dao động mạnh Do độ trật tự mạng tinh thể kim loại tăng làm tăng cản trở chuyển động electron tự Vì vậy, nhiệt độ tăng điện trở suất kim loại tăng, điện trở kim loại tăng