Zastosowanie grafenu w czujnikach elektronicznych. Maciej Łuszczek, Dariusz Świsulski. Wprowadzenie
|
|
- Nina Małek
- 7 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Zastosowanie grafenu w czujnikach elektronicznych Maciej Łuszczek, Dariusz Świsulski Wprowadzenie Grafen to dwuwymiarowa struktura złożona z atomów węgla tworzących cienką warstwę, która swoją budową przypomina plaster miodu. Materiał ten wykazuje wiele wyjątkowych właściwości, takich jak bardzo duże przewodnictwo elektryczne i cieplne, ogromna wytrzymałość mechaniczna i elastyczność, a także duży stosunek powierzchni do objętości. Grafen jest przezroczysty, ale może efektywnie absorbować około 2% światła w szerokim zakresie długości fal - od światła widzialnego, aż po głęboką podczerwień - co jak na warstwę o grubości atomowej jest zjawiskiem szczególnym. Materiał ten może być wytwarzany różnymi metodami. Ograniczymy się tutaj wyłącznie do wymienienia tych najbardziej popularnych. Jedną z pierwszych metod otrzymywania grafenu było odrywanie mechaniczne (eksfoliacja) z grafitu za pomocą taśmy klejącej. Wbrew pozorom tak otrzymany grafen wykazuje wyśmienite parametry, zwłaszcza jeśli chodzi o ruchliwość nośników ładunku. Otrzymane fragmenty są wprawdzie niewielkie i o nieregularnych kształtach, ale nadają się w zupełności do badań laboratoryjnych. Niestety metoda ta jest bardzo kosztowna i nie może być wykorzystana do masowej produkcji warstw grafenowych o dużej powierzchni. Inną powszechnie stosowaną, znacznie tańszą metodą jest technika osadzania z fazy gazowej (CVD, ang.: chemical vapour deposition) na powierzchniach metalicznych. Technologia ta, chociaż umożliwia otrzymywanie warstw o dużej powierzchni, powoduje pogorszenie jakości grafenu, co jest spowodowane głównie pojawiającą się niejednorodnością materiału i zwiększoną ilością defektów. Duże próbki grafenowe można wytwarzać także na podłożu z węglika krzemu przy wykorzystaniu procesu rozpadu termicznego. Metoda ta gwarantuje bardzo dobrą jakość otrzymanych warstw grafenowych. Niestety koszt podłoża jest wysoki, co wpływa na końcową cenę tak otrzymanego grafenu. Analiza struktury elektronowej grafenu prowadzi do wniosku, że mamy do czynienia z półprzewodnikiem z zerową przerwą energetyczną, a pasma przewodnictwa i walencyjne spotykają się w punktach będących narożnikami strefy Brillouina, tworząc tzw. stożek Diraca. Dyspersja pasm, określająca zależność energii od pędu w tych punktach (zwanych często punktami Diraca) jest liniowa, co odróżnia grafen od większości materiałów krystalicznych. W konsekwencji elektrony w grafenie mogą być traktowane jako bezmasowe fermiony Diraca, poruszające się z prędkością równą około 1/300 prędkości światła. Ponieważ gęstość stanów elektronowych na poziomie Fermiego w punktach Diraca jest zerowa, przewodnictwo elektryczne grafenu jest niewielkie, ale może być wydatnie zwiększone poprzez domieszkowanie elektronowe lub dziurowe. Pociąga to za sobą odpowiednie przesunięcie poziomu Fermiego: w górę (do pasma przewodzenia) przy wstrzykiwaniu elektronów lub w dół (do pasma walencyjnego) przy wprowadzaniu dodatkowych dziur. W rezultacie uzyskujemy konduktywność większą, niż wartości osiągane w temperaturze pokojowej w znanych dobrych przewodnikach metalicznych. Położenie poziomu Fermiego może być płynnie zmieniane poprzez przyłożenie odpowiedniego zewnętrznego napięcia poprzecznego, co wiąże się z występowaniem w tym materiale silnego efektu polowego. Grafen jest zatem z powodzeniem wykorzystywany w układach o architekturze tranzystorów polowych (FET, ang.: field-effect transistor). Co ciekawe, dwuwarstwowy grafen może być również traktowany jako półprzewodnik z zerową przerwą
2 energetyczną, ale zależność dyspersyjna w pobliżu punktów Diraca nie jest już liniowa, tak jak miało to miejsce w przypadku pojedynczej warstwy. Dla trzech i więcej warstw następuje dalsza zmiana struktury elektronowej grafenu - pasma walencyjne i przewodnictwa zaczynają się na siebie nakładać. Jak widać, właściwości elektroniczne grafenu mogą być w znacznym stopniu modyfikowane i dostrajane na wiele sposobów, także za pomocą domieszkowania chemicznego i różnych form funkcjonalizacji. Wzrastające z roku na rok zainteresowanie grafenem spowodowane jest w znacznym stopniu możliwością jego zastosowania w różnego typu czujnikach. Prognozuje się, że ogromny potencjał tego materiału pozwoli na osiąganie w niedalekiej przyszłości większej czułości, szybkości działania, dokładności pomiaru i niezawodności niż w stosowanych dotąd komercyjnych urządzeniach. Duża ruchliwość nośników ładunku oraz specyficzna struktura pasmowa sprawiają, że grafen wydaje się być bardzo obiecującym materiałem przyszłości, szczególnie w układach o architekturze tranzystora polowego FET. Celem tego artykułu jest zaprezentowanie najnowszych osiągnięć w pracach nad wybranymi typami czujników grafenowych oraz wskazanie możliwych kierunków dalszych badań. Przegląd wybranych typów czujników grafenowych Jak wspomniano wcześniej, jednym z najbardziej popularnych rozwiązań umożliwiających detekcję różnych czynników fizycznych jest układ na bazie tranzystora polowego z kanałem grafenowym (GFET) [1]. Tranzystory GFET są bardzo atrakcyjne przede wszystkim ze względu na swoją prostą budowę oraz łatwość wytwarzania na masową skalę przy wykorzystaniu istniejących technologii, stosowanych powszechnie w przemyśle elektronicznym. Oprócz tego układy takie wykazują zdolność do wzmacniania sygnału. Ostatnio spore zainteresowanie wzbudziły fototranzystory grafenowe, co było spowodowane potencjalną możliwością zastosowania takich elementów w ultraszybkich detektorach. Kluczowym czynnikiem jest w tym przypadku przede wszystkim brak przerwy energetycznej w grafenie, a także bardzo duża ruchliwość generowanych nośników ładunku. Okazuje się, że w czujnikach tego typu możliwa jest detekcja światła o modulacji optycznej dochodzącej do 40 GHz przy szerokości pasma przekraczającej 500 GHz [2]. Jedynym ograniczeniem takich urządzeń jest mała wartość powstającego fotoprądu w przeliczeniu na moc padającego promieniowania. Dla czystego grafenu wartość ta wynosi zaledwie 10mA/W, ze względu na bardzo krótki czas rekombinacji i stosunkowo małą absorpcję światła przez atomowej grubości warstwę węgla. Jednym z proponowanych rozwiązań tego problemu jest wprowadzenie domieszki tytanu (rys. 1), co powoduje wytworzenie przerwy energetycznej wraz z leżącymi w niej stanami zlokalizowanymi związanymi z defektami. Powstałe w ten sposób centra pułapkowe dla elektronów wpływają znacząco na polepszenie parametrów fotodetektora zarówno w zakresie widzialnym (1,25 A/W), jak i w podczerwieni (0,2-0,4 A/W) [3].
3 Rys. 1. Proces wytwarzania fotodetektora grafenowego GQD (ang.: graphene quantum dot-like): a) przeniesienie pojedynczej warstwy grafenu na podłoże, b) przygotowanie kontaktów: źródło, dren, bramka, c) nałożenie cienkiej warstwy atomów tytanu, d) usunięcie tytanu i powstanie struktury GQD [3] Podobną koncepcję zaprezentowano w detektorze hybrydowym grafen PbS zawierającym kropki kwantowe [4]. W konstrukcji tego typu grafen służy jako kanał zapewniający transport ładunku, a koloidalne kropki kwantowe stanowią centra odpowiedzialne za absorpcję fotonów. Osiąga się w ten sposób wyjątkowo dużą czułość i wydajność kwantową. Zasada działania takiego detektora jest następująca. W aktywowanych przez padające światło kropkach kwantowych wytwarzane są pary elektrondziura. Powstałe dziury są następnie przenoszone do warstwy grafenowej, powodując pojawienie się fotoprzewodnictwa, podczas gdy elektrony pozostają uwięzione w kropkach kwantowych. Najlepsze parametry takich czujników (około 5x10 7 A/W) uzyskano dla bardzo małych rozmiarów kropek kwantowych. Następna warta przedstawienia konstrukcja, to czujnik promieniowania jonizującego wykorzystujący grafenowy tranzystor polowy (GFET) [5]. Pod wpływem działania padającego promieniowania dochodzi do jonizacji i indukowania się ładunku elektrycznego w słabo domieszkowanym półprzewodnikowym substracie, co wywołuje lokalne zmiany rozkładu pola elektrycznego w kanale grafenowym i wpływa bezpośrednio na charakterystyki prądowo-napięciowe tranzystora. Grafen okazuje się być materiałem niezwykle wrażliwym na niewielkie nawet zmiany pola elektrycznego. Na podstawie przeprowadzonych badań eksperymentalnych wykazano, że omawiane czujniki GFET umożliwiają detekcję promieniowania rentgenowskiego, gamma oraz alfa. Zjawisko generowania ładunku oraz zmiana ruchliwości nośników ze wzrostem temperatury w grafenie mogą być wykorzystane w czujnikach temperatury. Zaprezentowane niedawno rezultaty badań czujników GFET na bazie zredukowanego tlenku grafenu (RGO) wskazują na bardzo dużą czułość takich elementów [6]. W celu uniknięcia niepożądanego wpływu wilgoci i tlenu na właściwości elektryczne warstwy grafenowej, badane tranzystory były zabezpieczane hermetycznie warstwą tetratetrakontanu. Wykazano, iż czujniki takie wykazywały dobrą stabilność parametrów elektrycznych oraz małą histerezę, a osiągana
4 czułość elementu na zmianę temperatury, wyrażona przez zmianę konduktancji kanału grafenowego, była bardzo wysoka i wynosiła 6,7 ns/k. Promieniowanie elektromagnetyczne w dalekiej podczerwieni, zwane również promieniowaniem terahercowym, może być wykorzystywane nie tylko w badaniach naukowych, ale także w diagnostyce medycznej, w analizie rozmaitych zanieczyszczeń środowiskowych, czy w systemach bezpieczeństwa do badania zawartości przesyłek (np. w poszukiwaniu narkotyków, materiałów wybuchowych itp.) lub wykrywania ukrytej broni. Zdolność grafenu do absorpcji promieniowania w szerokim zakresie częstotliwości w połączeniu z unikalną strukturą elektronową i dużą ruchliwością nośników ładunku sprawiają, że czujniki grafenowe umożliwiają efektywną detekcję promieniowania elektromagnetycznego w zakresie terahercowym nawet w temperaturze pokojowej (rys. 2) [7]. Dlatego też jednym z potencjalnych zastosowań detektorów na bazie grafenu jest użycie ich do szybkiego skanowania dużych obszarów i obiektów makroskopowych. Rys. 2. Antena grafenowego detektora promieniowania terahercowego [7] Kolejną kategorię konstrukcji, którą warto przedstawić, stanowią grafenowe czujniki tensometryczne. Ogólna zasada działania takich urządzeń jest stosunkowo prosta. W wyniku przyłożonego naprężenia mechanicznego dochodzi do odkształcenia struktury krystalicznej grafenu, co pociąga za sobą modyfikację pasmowej struktury elektronowej grafenu i zmianę właściwości elektrycznych materiału. Początkowo próbowano wykorzystywać efekt deformacji czystego grafenu, ale szybko okazało się, że istnieją rozwiązania gwarantujące znacznie lepszą czułość. Jedno z bardzo obiecujących rozwiązań, to zastosowanie dużych, niejednorodnych próbek grafenowych, w których dochodzi do formowania się ścieżek przewodzących między oddzielnymi płatkami grafenu [8]. Z makroskopowego punktu widzenia, pojawienie się naprężenia mechanicznego powoduje zmianę przewodnictwa elektrycznego między sąsiednimi płatkami grafenowymi, gdyż zmianie ulega powierzchnia nachodzących na siebie fragmentów grafenu i wartość rezystancji takiego kontaktu. Niedawno pojawił się w literaturze interesujący opis bardzo
5 czułego, giętkiego sensora ciśnienia na bazie grafenu o strukturze pianki (rys. 3) do zastosowań w elektronicznej skórze (e-skin) [9]. Czułość skonstruowanego czujnika wynosiła 0,96 kpa -1 w szerokim zakresie stosowanych ciśnień (0-50 kpa). Dodatkowo zademonstrowano możliwość wykrywania rodzaju odkształcenia (nacisk, skręcanie, wyginanie). Wykazano także, że zaprezentowany sensor umożliwia dynamiczny pomiar ciśnienia ze względu na krótki czas reakcji rzędu 0,4 ms. Warto zaznaczyć w tym miejscu, że większość sensorów rezystancyjnych wykazuje dużą czułość tylko dla małych ciśnień (< 5 kpa), co uniemożliwia ich zastosowanie w elektronicznej skórze. Dla przykładu, lekkie dotknięcie przedmiotu i delikatne manipulowanie tym przedmiotem odpowiada ciśnieniom o wartościach odpowiednio 10 kpa i kpa. Zapewnienie dużej czułości detekcji w szerokim zakresie ciśnień jest zatem w tego typu konstrukcjach kwestią kluczową. Rys. 3. Grafenowy sensor ciśnienia LSG (ang.: laser-scribed graphene oxide) [9] Grafen może być również zastosowany w miniaturowych czujnikach przepływu gazu (rys. 4) [10]. Materiał ten charakteryzuje się dużym stosunkiem powierzchni do objętości oraz dużym temperaturowym współczynnikiem rezystancji i w związku z tym wykazuje małą bezwładność cieplną oraz dużą wrażliwość na zmiany temperatury. Co więcej, ujemny współczynnik temperaturowy rezystancji grafenu zabezpiecza czujnik przed uszkodzeniem w wyniku samonagrzewania, a także pozwala zmniejszyć błędy pomiaru temperatury związane z nagrzewaniem się elementu w wyniku przepływu prądu. Zasada działania czujnika opiera się na analizie procesu wymiany ciepła w zamkniętej komorze urządzenia w czasie przepływu badanego gazu (azotu) i sprowadza się do określenia zależności pomiędzy szybkością przepływu gazu a względną zmianą rezystancji nagrzanego drutu grafenowego, wytworzonego na podłożu krzemowym przy użyciu techniki litograficznej. Dokładność opisanego przepływomierza jest na poziomie 0,01 l/min. Pokazano także, że czułość i czas reakcji takiego urządzenia można regulować poprzez zmianę liczby użytych warstw grafenowych, optymalizację geometrii czujnika i odpowiedni wybór napięcia pracy.
6 Rys. 4. Miniaturowy grafenowy czujnik przepływu [10] W ostatnim czasie pojawiły się w literaturze naukowej doniesienia wskazujące na możliwość wykorzystania czujników grafenowych do wykrywania molekuł gazu (np. NO 2, NH 3, H 2O). Ogólna zasada działania detektorów gazu GFET polega na wprowadzaniu dodatkowego ładunku do układu w wyniku adsorpcji cząsteczek gazu na powierzchni kanału grafenowego. Takie domieszkowanie (elektronowe lub dziurowe) powoduje zmianę charakterystyk prądowo-napięciowych tranzystora, co może zostać wykorzystane do pomiaru intensywności działania czynnika gazowego. W jednym z opisanych detektorów bramkę grafenowego tranzystora polowego pokryto dodatkowo warstwą roztworu soli organicznych (rys.5), uzyskując w ten sposób większą czułość urządzenia [11]. Warto podkreślić, że grafenowe czujniki gazu są zdecydowanie bardziej energooszczędne niż czujniki konwencjonalne, wykorzystujące elementy typu MOS (ang.: metal-oxide suprconductor), w których wymagane jest podgrzanie czujnika do temperatury około 300ºC celem zapewnienia odpowiednio wysokiej reaktywności. W przypadku czujników GFET bardzo duża czułość detekcji (rzędu 1 ppb) osiągana jest w temperaturze pokojowej. Wynika to z dużego przewodnictwa elektrycznego oraz niskiego poziomu szumów własnych grafenu. Wyzwanie stanowi jednak ciągle kwestia elektronicznej identyfikacji rodzaju molekuł. Tak rozumiana selektywność urządzenia może zostać zwiększona dzięki zastosowaniu funkcjonalizacji grafenu przez przyłączenie do niego odpowiednio dobranych grup chemicznych, mogących łatwo reagować z cząsteczkami konkretnego gazu. Innym zaproponowanym rozwiązaniem, które może wydatnie zwiększyć selektywność i czułość detekcji, jest modyfikacja samej warstwy grafenowej poprzez wytworzenia nanostruktur.
7 Rys. 5. Czujnik gazu GFET z bramką pokrytą cieczą jonową (IL, ang.: ionic liquid): a) przed i b) po nałożeniu kropli roztworu soli organicznych [11] Perspektywy Z przedstawionego tutaj pokrótce przeglądu najnowszej literatury wynika, że grafen jest materiałem posiadającym ogromne możliwości, zwłaszcza jeśli chodzi o zastosowanie w czujnikach elektronicznych. Warto jednak uświadomić sobie, że jest to dopiero początek badań nad tą tematyką. Wprawdzie pojawiło się wiele interesujących, bardzo obiecujących prototypowych konstrukcji, ale wciąż jest to etap badań laboratoryjnych [12]. Potrzeba zatem dalszych intensywnych prac badawczych, mających na celu opracowanie niezawodnych rozwiązań, umożliwiających w przyszłości seryjną produkcję czujników grafenowych o bardzo dobrych parametrach. Jednym z kierunków badań powinno być niewątpliwie projektowanie i przewidywanie potencjalnych możliwości nowych detektorów w drodze symulacji. Jest to ważne przede wszystkim z powodu relatywnie dużych kosztów produkcji elementów do czujników na bazie grafenu oraz ze względu na ogromną czasochłonność tworzenia każdego prototypu. Taki kierunek prac jest realizowany przez autorów artykułu w Katedrze Metrologii i Systemów Informacyjnych na Wydziale Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej. Wykorzystanie modelu fizycznego grafenowego tranzystora polowego (GFET) pozwala poprawnie odtwarzać charakterystyki statyczne i umożliwia symulowanie efektu domieszkowania wywołanego przez czynniki fizyczne, chemiczne i biologiczne [13]. Pojawienie się w układzie dodatkowego ładunku powoduje przesunięcie charakterystyki prądowo-napięciowej, co może być wykorzystane do pomiaru wielkości działającego czynnika zewnętrznego (rys.5). Dalsze planowane prace będą koncentrować się z pewnością na próbach skonstruowania detektorów wybranych czynników fizycznych z wykorzystaniem gotowych chipów GFET, tak aby zapewniona była odpowiednia jakość materiału (przede wszystkim grafenu) oraz duża powtarzalność pomiarów. Analiza słabych sygnałów wyjściowych i przetwarzanie sygnałów pochodzących od układu czujników GFET powinno stanowić kolejny, również niezwykle istotny etap badań.
8 Bibliografia Rys. 6. Schemat układu pomiarowego projektowanego czujnika GFET [13] 1. Beibei Zhan B., Li C. Yang J., Jenkins G., Huang W., Dong X.: Graphene Field-Effect Transistor and Its Application for Electronic Sensing, Small, Vol. 10, 2014, pp Xia F. N., Mueller T., Lin Y. M., Valdes-Garcia A., Avouri P.: Ultrafast graphene photodetector, Nature Nanotechnology, Vol. 4, 2009, pp Zhang Y. Z., Liu T., Meng B., Li X. H., Liang G. Z., Hu X. N., Wang Q. J. : Broadband high photoresponse from pure monolayer graphene photodetector, Nature Communications, Vol. 4, 2013, pp Konstantatos G., Badioli M., Gaudreau L., Osmond J., Bernechea M., Arquer F. P. G., Gatti F., Koppens F. H. L.: Hybrid graphene quantum dot phototransistors with ultrahigh gain, Nature Nanotechnology, Vol.7, 2012, Patil A., Lopez G., Foxe M., Childres I., Roecker C., Boguski J., Jovanovic I., Chen Y. P.: Graphene Field Effect Transistors for Detection of Ionizing Radiation, Nuclear Science Symposium Conference Record (NSS/MIC), IEEE, Orlando, 2009, pp Trung T. Q., Tien N. T., Kim D., Jung J. H., Yoon O. J., Lee N. E.: High thermal responsiveness of a reduced graphene oxide field-effect transistor, Advanced Materials, Vol. 24, 2012, pp Vicarelli L., Vitiello M. S., Coquillat D., Lombardo A., Ferrari A. C.,Knap W., Polini M., Pellegrini V., Tredicucci A., Nature Materials, Vol. 11, 2012, pp Jing Z., Guang-Yu Z., Dong-Xia S.: Review of graphene-based strain sensors, Chinese Physica B, Vol. 22, 2013, pp Tian H., Shu Y., Wang X.-F., Mohammad, M. A., Bie Z., Xie Q.-Y.; Li C., Mi W.-T., Yang Y., Ren T.-L.: A graphene-based resistive pressure sensor with record high sensitivity in a wide pressure range, Scientific Reports, Vol. 5, 2015, pp
9 10. Al-Mumen H., Rao F., Dong L., Li W.: Thermo-flow and temperature sensing behaviour of graphene based on surface heat convection, Micro and Nano Letters, Vol. 8, 2013, pp Inaba A., Yoo K., Takei Y., Matsumoto K., Shimoyama I.: Ammonia gas sensing using a graphene field effect transistor gated by ionic liquid, Sensors and Actuators B, Vol. 195, 2014, pp Łuszczek M., Świsulski D.: Recent advances in graphene application for electronic sensing, Zeszyty Naukowe Wydziału Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej, Nr 47, pp Łuszczek M., Turzyński M., Świsulski D.: Modelling of Graphene Field-Effect Transistor for electronic sensing applications, Przegląd Elektrotechniczny, R. 91, Nr 10/2015, pp
Rekapitulacja. Detekcja światła. Rekapitulacja. Rekapitulacja
Rekapitulacja Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje: czwartek
Bardziej szczegółowoGrafen perspektywy zastosowań
Grafen perspektywy zastosowań Paweł Szroeder 3 czerwca 2014 Spis treści 1 Wprowadzenie 1 2 Właściwości grafenu 2 3 Perspektywy zastosowań 2 3.1 Procesory... 2 3.2 Analogoweelementy... 3 3.3 Czujniki...
Bardziej szczegółowoGrafen materiał XXI wieku!?
Grafen materiał XXI wieku!? Badania grafenu w aspekcie jego zastosowań w sensoryce i metrologii Tadeusz Pustelny Plan prezentacji: 1. Wybrane właściwości fizyczne grafenu 2. Grafen materiał 21-go wieku?
Bardziej szczegółowoi elementy z półprzewodników homogenicznych część II
Półprzewodniki i elementy z półprzewodników homogenicznych część II Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego
Bardziej szczegółowoPasmowa teoria przewodnictwa. Anna Pietnoczka
Pasmowa teoria przewodnictwa elektrycznego Anna Pietnoczka Wpływ rodzaju wiązań na przewodność próbki: Wiązanie jonowe - izolatory Wiązanie metaliczne - przewodniki Wiązanie kowalencyjne - półprzewodniki
Bardziej szczegółowoTranzystory polowe FET(JFET), MOSFET
Tranzystory polowe FET(JFET), MOSFET Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Publikacja współfinansowana
Bardziej szczegółowoTeoria pasmowa. Anna Pietnoczka
Teoria pasmowa Anna Pietnoczka Opis struktury pasmowej we współrzędnych r, E Zmiana stanu elektronów przy zbliżeniu się atomów: (a) schemat energetyczny dla atomów sodu znajdujących się w odległościach
Bardziej szczegółowoS. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Półprzewodniki. Półprzewodniki
Półprzewodniki Definicja i własności Półprzewodnik materiał, którego przewodnictwo rośnie z temperaturą (opór maleje) i w temperaturze pokojowej wykazuje wartości pośrednie między przewodnictwem metali,
Bardziej szczegółowo!!!DEL są źródłami światła niespójnego.
Dioda elektroluminescencyjna DEL Element czynny DEL to złącze p-n. Gdy zostanie ono spolaryzowane w kierunku przewodzenia, to w obszarze typu p, w warstwie o grubości rzędu 1µm, wytwarza się stan inwersji
Bardziej szczegółowoStruktura pasmowa ciał stałych
Struktura pasmowa ciał stałych dr inż. Ireneusz Owczarek CMF PŁ ireneusz.owczarek@p.lodz.pl http://cmf.p.lodz.pl/iowczarek 2012/13 Spis treści 1. Pasmowa teoria ciała stałego 2 1.1. Wstęp do teorii..............................................
Bardziej szczegółowoTeoria pasmowa ciał stałych
Teoria pasmowa ciał stałych Poziomy elektronowe atomów w cząsteczkach ulegają rozszczepieniu. W kryształach zjawisko to prowadzi do wytworzenia się pasm. Klasyfikacja ciał stałych na podstawie struktury
Bardziej szczegółowoCiała stałe. Literatura: Halliday, Resnick, Walker, t. 5, rozdz. 42 Orear, t. 2, rozdz. 28 Young, Friedman, rozdz
Ciała stałe Podstawowe własności ciał stałych Struktura ciał stałych Przewodnictwo elektryczne teoria Drudego Poziomy energetyczne w krysztale: struktura pasmowa Metale: poziom Fermiego, potencjał kontaktowy
Bardziej szczegółowoAleksandra Banaś Dagmara Zemła WPPT/OPTOMETRIA
Aleksandra Banaś Dagmara Zemła WPPT/OPTOMETRIA B V B C ZEWNĘTRZNE POLE ELEKTRYCZNE B C B V B D = 0 METAL IZOLATOR PRZENOSZENIE ŁADUNKÓW ELEKTRYCZNYCH B C B D B V B D PÓŁPRZEWODNIK PODSTAWOWE MECHANIZMY
Bardziej szczegółowoIII. TRANZYSTOR BIPOLARNY
1. TRANZYSTOR BPOLARNY el ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyk statycznych tranzystora bipolarnego Zagadnienia: zasada działania tranzystora bipolarnego. 1. Wprowadzenie Nazwa tranzystor pochodzi z języka
Bardziej szczegółowo(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1
RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 170013 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 297079 (22) Data zgłoszenia: 17.12.1992 (51) IntCl6: H01L 29/792 (
Bardziej szczegółowoIV. TRANZYSTOR POLOWY
1 IV. TRANZYSTOR POLOWY Cel ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyk statycznych tranzystora polowego złączowego. Zagadnienia: zasada działania tranzystora FET 1. Wprowadzenie Nazwa tranzystor pochodzi z
Bardziej szczegółowoUrządzenia półprzewodnikowe
Urządzenia półprzewodnikowe Diody: - prostownicza - Zenera - pojemnościowa - Schottky'ego - tunelowa - elektroluminescencyjna - LED - fotodioda półprzewodnikowa Tranzystory - tranzystor bipolarny - tranzystor
Bardziej szczegółowoFunkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach
Funkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach 1 f FD ( E) = E E F exp + 1 kbt Styczna do krzywej w punkcie f FD (E F )=0,5 przecina oś energii i prostą f FD (E)=1 w punktach odległych o k B
Bardziej szczegółowoRóżne dziwne przewodniki
Różne dziwne przewodniki czyli trzy po trzy o mechanizmach przewodzenia prądu elektrycznego Przewodniki elektronowe Metale Metale (zwane również przewodnikami) charakteryzują się tym, że elektrony ich
Bardziej szczegółowoZjawiska zachodzące w półprzewodnikach Przewodniki samoistne i niesamoistne
Zjawiska zachodzące w półprzewodnikach Przewodniki samoistne i niesamoistne Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego. Zadania elektroniki: Urządzenia elektroniczne
Bardziej szczegółowoElektryczne własności ciał stałych
Elektryczne własności ciał stałych Do sklasyfikowania różnych materiałów ze względu na ich własności elektryczne trzeba zdefiniować kilka wielkości Oporność właściwa (albo przewodność) ładunek [C] = 1/
Bardziej szczegółowoPrzewodność elektryczna ciał stałych. Elektryczne własności ciał stałych Izolatory, metale i półprzewodniki
Przewodność elektryczna ciał stałych Elektryczne własności ciał stałych Izolatory, metale i półprzewodniki Elektryczne własności ciał stałych Do sklasyfikowania różnych materiałów ze względu na ich własności
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 4. Detekcja światła. Dygresja. Plan na dzisiaj
Repeta z wykładu nr 4 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje:
Bardziej szczegółowoCel ćwiczenia: Wyznaczenie szerokości przerwy energetycznej przez pomiar zależności oporności elektrycznej monokryształu germanu od temperatury.
WFiIS PRACOWNIA FIZYCZNA I i II Imię i nazwisko: 1. 2. TEMAT: ROK GRUPA ZESPÓŁ NR ĆWICZENIA Data wykonania: Data oddania: Zwrot do poprawy: Data oddania: Data zliczenia: OCENA Cel ćwiczenia: Wyznaczenie
Bardziej szczegółowoPrzejścia promieniste
Przejście promieniste proces rekombinacji elektronu i dziury (przejście ze stanu o większej energii do stanu o energii mniejszej), w wyniku którego następuje emisja promieniowania. E Długość wyemitowanej
Bardziej szczegółowoWytwarzanie niskowymiarowych struktur półprzewodnikowych
Większość struktur niskowymiarowych wytwarzanych jest za pomocą technik epitaksjalnych. Najczęściej wykorzystywane metody wzrostu: - epitaksja z wiązki molekularnej (MBE Molecular Beam Epitaxy) - epitaksja
Bardziej szczegółowoCzujniki. Czujniki służą do przetwarzania interesującej nas wielkości fizycznej na wielkość elektryczną łatwą do pomiaru. Najczęściej spotykane są
Czujniki Ryszard J. Barczyński, 2010 2015 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Czujniki Czujniki służą do przetwarzania interesującej
Bardziej szczegółowoSpektroskopia modulacyjna
Spektroskopia modulacyjna pozwala na otrzymanie energii przejść optycznych w strukturze z bardzo dużą dokładnością. Charakteryzuje się również wysoką czułością, co pozwala na obserwację słabych przejść,
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 5. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Złącze p-n. złącze p-n
Repeta z wykładu nr 5 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje:
Bardziej szczegółowoBudowa. Metoda wytwarzania
Budowa Tranzystor JFET (zwany też PNFET) zbudowany jest z płytki z jednego typu półprzewodnika (p lub n), która stanowi tzw. kanał. Na jego końcach znajdują się styki źródła (ang. source - S) i drenu (ang.
Bardziej szczegółowoCzym jest prąd elektryczny
Prąd elektryczny Ruch elektronów w przewodniku Wektor gęstości prądu Przewodność elektryczna Prawo Ohma Klasyczny model przewodnictwa w metalach Zależność przewodności/oporności od temperatury dla metali,
Bardziej szczegółowoRozszczepienie poziomów atomowych
Rozszczepienie poziomów atomowych Poziomy energetyczne w pojedynczym atomie Gdy zbliżamy atomy chmury elektronowe nachodzą na siebie (inaczej: funkcje falowe elektronów zaczynają się przekrywać) Na skutek
Bardziej szczegółowoLasery półprzewodnikowe. przewodnikowe. Bernard Ziętek
Lasery półprzewodnikowe przewodnikowe Bernard Ziętek Plan 1. Rodzaje półprzewodników 2. Parametry półprzewodników 3. Złącze p-n 4. Rekombinacja dziura-elektron 5. Wzmocnienie 6. Rezonatory 7. Lasery niskowymiarowe
Bardziej szczegółowopółprzewodniki Plan na dzisiaj Optyka nanostruktur Struktura krystaliczna Dygresja Sebastian Maćkowski
Plan na dzisiaj Optyka nanostruktur Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 półprzewodniki
Bardziej szczegółowo(zwane również sensorami)
Czujniki (zwane również sensorami) Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Czujniki Czujniki służą do
Bardziej szczegółowoMarek Lipiński WPŁYW WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNYCH WARSTW I OBSZARÓW PRZYPOWIERZCHNIOWYCH NA PARAMETRY UŻYTKOWE KRZEMOWEGO OGNIWA SŁONECZNEGO
Marek Lipiński WPŁYW WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNYCH WARSTW I OBSZARÓW PRZYPOWIERZCHNIOWYCH NA PARAMETRY UŻYTKOWE KRZEMOWEGO OGNIWA SŁONECZNEGO Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej im. Aleksandra Krupkowskiego
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 8. Detekcja światła. Przypomnienie. Efekt fotoelektryczny
Repeta z wykładu nr 8 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 przegląd detektorów
Bardziej szczegółowoMateriały używane w elektronice
Materiały używane w elektronice Typ Rezystywność [Wm] Izolatory (dielektryki) Over 10 5 półprzewodniki 10-5 10 5 przewodniki poniżej 10-5 nadprzewodniki (poniżej 20K) poniżej 10-15 Model pasm energetycznych
Bardziej szczegółowoZłącza p-n, zastosowania. Własności złącza p-n Dioda LED Fotodioda Dioda laserowa Tranzystor MOSFET
Złącza p-n, zastosowania Własności złącza p-n Dioda LED Fotodioda Dioda laserowa Tranzystor MOSFET Złącze p-n, polaryzacja złącza, prąd dyfuzyjny (rekombinacyjny) Elektrony z obszaru n na złączu dyfundują
Bardziej szczegółowoSTRUKTURA PASM ENERGETYCZNYCH
PODSTAWY TEORII PASMOWEJ Struktura pasm energetycznych Teoria wa Struktura wa stałych Półprzewodniki i ich rodzaje Półprzewodniki domieszkowane Rozkład Fermiego - Diraca Złącze p-n (dioda) Politechnika
Bardziej szczegółowoWYZNACZANIE STAŁEJ PLANCKA Z POMIARU CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH DIOD ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH. Irena Jankowska-Sumara, Magdalena Krupska
1 II PRACOWNIA FIZYCZNA: FIZYKA ATOMOWA Z POMIARU CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH DIOD ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH Irena Jankowska-Sumara, Magdalena Krupska Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wyznaczenie
Bardziej szczegółowoFotodetektory. Fotodetektor to przyrząd, który mierzy strumień fotonów bądź moc optyczną przetwarzając energię fotonów na inny użyteczny sygnał
FOTODETEKTORY Fotodetektory Fotodetektor to przyrząd, który mierzy strumień fotonów bądź moc optyczną przetwarzając energię fotonów na inny użyteczny sygnał - detektory termiczne, wykorzystują zmiany temperatury
Bardziej szczegółowoIA. Fotodioda. Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody.
1 A. Fotodioda Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody. Zagadnienia: Efekt fotowoltaiczny, złącze p-n Wprowadzenie Fotodioda jest urządzeniem półprzewodnikowym w którym zachodzi
Bardziej szczegółowo3.4 Badanie charakterystyk tranzystora(e17)
152 Elektryczność 3.4 Badanie charakterystyk tranzystora(e17) Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyk tranzystora npn w układzie ze wspólnym emiterem W E. Zagadnienia do przygotowania: półprzewodniki,
Bardziej szczegółowoAbsorpcja związana z defektami kryształu
W rzeczywistych materiałach sieć krystaliczna nie jest idealna występują różnego rodzaju defekty. Podział najważniejszych defektów ze względu na właściwości optyczne: - inny atom w węźle sieci: C A atom
Bardziej szczegółowoZasada działania tranzystora bipolarnego
Tranzystor bipolarny Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Zasada działania tranzystora bipolarnego
Bardziej szczegółowoOpracowała: mgr inż. Ewelina Nowak
Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Inżynieria Środowiska w ramach projektu Era inżyniera pewna lokata na przyszłość Opracowała: mgr
Bardziej szczegółowoW książce tej przedstawiono:
Elektronika jest jednym z ważniejszych i zarazem najtrudniejszych przedmiotów wykładanych na studiach technicznych. Co istotne, dogłębne zrozumienie jej prawideł, jak również opanowanie pewnej wiedzy praktycznej,
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 1 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH
LABORAORUM ELEKRONK Ćwiczenie 1 Parametry statyczne diod półprzewodnikowych Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie statycznych charakterystyk podstawowych typów diod półprzewodnikowych oraz zapoznanie
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH
LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 Parametry statyczne tranzystorów polowych złączowych Cel ćwiczenia Podstawowym celem ćwiczenia jest poznanie statycznych charakterystyk tranzystorów polowych złączowych
Bardziej szczegółowoZygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska
Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska 1947 r. pierwszy tranzystor ostrzowy John Bradeen (z lewej), William Shockley (w środku) i Walter Brattain (z prawej) (Bell Labs) Zygmunt Kubiak
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 3. Detekcja światła. Struktura krystaliczna. Plan na dzisiaj
Repeta z wykładu nr 3 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje:
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 4. Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET
Ćwiczenie 4 Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET Cel ćwiczenia Podstawowym celem ćwiczenia jest poznanie charakterystyk statycznych tranzystorów polowych złączowych oraz z izolowaną
Bardziej szczegółowoTEORIA TRANZYSTORÓW MOS. Charakterystyki statyczne
TEORIA TRANZYSTORÓW MOS Charakterystyki statyczne n Aktywne podłoże, a napięcia polaryzacji złącz tranzystora wzbogacanego nmos Obszar odcięcia > t, = 0 < t Obszar liniowy (omowy) Kanał indukowany napięciem
Bardziej szczegółowoCzęść 2. Przewodzenie silnych prądów i blokowanie wysokich napięć przy pomocy przyrządów półprzewodnikowych
Część 2 Przewodzenie silnych prądów i blokowanie wysokich napięć przy pomocy przyrządów półprzewodnikowych Łukasz Starzak, Przyrządy i układy mocy, studia niestacjonarne, lato 2018/19 23 Półprzewodniki
Bardziej szczegółowoRyszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego
Półprzewodniki i elementy z półprzewodników homogenicznych Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Publikacja
Bardziej szczegółowoFotoelementy. Symbole graficzne półprzewodnikowych elementów optoelektronicznych: a) fotoogniwo b) fotorezystor
Fotoelementy Wstęp W wielu dziedzinach techniki zachodzi potrzeba rejestracji, wykrywania i pomiaru natężenia promieniowania elektromagnetycznego o różnych długościach fal, w tym i promieniowania widzialnego,
Bardziej szczegółowoPolitechnika Białostocka
Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: ELEKTRONIKA ENS1C300 022 BADANIE TRANZYSTORÓW BIAŁYSTOK 2013 1. CEL I ZAKRES
Bardziej szczegółowoPrzerwa energetyczna w germanie
Ćwiczenie 1 Przerwa energetyczna w germanie Cel ćwiczenia Wyznaczenie szerokości przerwy energetycznej przez pomiar zależności oporu monokryształu germanu od temperatury. Wprowadzenie Eksperymentalne badania
Bardziej szczegółowoWpływ defektów punktowych i liniowych na własności węglika krzemu SiC
Wpływ defektów punktowych i liniowych na własności węglika krzemu SiC J. Łażewski, M. Sternik, P.T. Jochym, P. Piekarz politypy węglika krzemu SiC >250 politypów, najbardziej stabilne: 3C, 2H, 4H i 6H
Bardziej szczegółowoGrafen materiał XXI wieku!?
Grafen materiał XXI wieku!? Badania grafenu w aspekcie jego zastosowań w fotowoltaice, sensoryce i metrologii Tadeusz Pustelny Plan prezentacji: 1. Wybrane właściwości fizyczne grafenu 2. Grafen materiał
Bardziej szczegółowoBadanie charakterystyki diody
Badanie charakterystyki diody Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie charakterystyk prądowo napięciowych różnych diod półprzewodnikowych. Wstęp Dioda jest jednym z podstawowych elementów elektronicznych,
Bardziej szczegółowoPolitechnika Białostocka
Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: ELEKTRONIKA EKS1A300024 BADANIE TRANZYSTORÓW BIAŁYSTOK 2015 1. CEL I ZAKRES
Bardziej szczegółowoInformacje wstępne. Witamy serdecznie wszystkich uczestników na pierwszym etapie konkursu.
Informacje wstępne Witamy serdecznie wszystkich uczestników na pierwszym etapie konkursu. Szanowny uczestniku, poniżej znajduje się zestaw pytań zamkniętych i otwartych. Pytania zamknięte są pytaniami
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 6. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Metal-półprzewodnik
Repeta z wykładu nr 6 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 - kontakt omowy
Bardziej szczegółowoLASERY I ICH ZASTOSOWANIE
LASERY I ICH ZASTOSOWANIE Laboratorium Instrukcja do ćwiczenia nr 13 Temat: Biostymulacja laserowa Istotą biostymulacji laserowej jest napromieniowanie punktów akupunkturowych ciągłym, monochromatycznym
Bardziej szczegółowoPrzyrządy półprzewodnikowe
Przyrządy półprzewodnikowe Prof. Zbigniew Lisik Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych pokój: 116 e-mail: zbigniew.lisik@p.lodz.pl wykład 30 godz. laboratorium 30 godz WEEIiA E&T Metal
Bardziej szczegółowoPodstawy fizyki ciała stałego półprzewodniki domieszkowane
Podstawy fizyki ciała stałego półprzewodniki domieszkowane Półprzewodnik typu n IV-Ge V-As Jeżeli pięciowartościowy atom V-As zastąpi w sieci atom IV-Ge to cztery elektrony biorą udział w wiązaniu kowalentnym,
Bardziej szczegółowoPrzewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman
Porównanie Przewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman Spektroskopia FT-Raman Spektroskopia FT-Raman jest dostępna od 1987 roku. Systemy
Bardziej szczegółowoW1. Właściwości elektryczne ciał stałych
W1. Właściwości elektryczne ciał stałych Względna zmiana oporu właściwego przy wzroście temperatury o 1 0 C Materiał Opór właściwy [m] miedź 1.68*10-8 0.0061 żelazo 9.61*10-8 0.0065 węgiel (grafit) 3-60*10-3
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 2a. Pomiar napięcia z izolacją galwaniczną Doświadczalne badania charakterystyk układów pomiarowych CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE
Politechnika Łódzka Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych 90-924 Łódź, ul. Wólczańska 221/223, bud. B18 tel. 42 631 26 28 faks 42 636 03 27 e-mail secretary@dmcs.p.lodz.pl http://www.dmcs.p.lodz.pl
Bardziej szczegółowoKrawędź absorpcji podstawowej
Obecność przerwy energetycznej między pasmami przewodnictwa i walencyjnym powoduje obserwację w eksperymencie absorpcyjnym krawędzi podstawowej. Dla padającego promieniowania oznacza to przejście z ośrodka
Bardziej szczegółowoPolitechnika Białostocka
Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: ELEKTRONIKA 2 (EZ1C500 055) BADANIE DIOD I TRANZYSTORÓW Białystok 2006
Bardziej szczegółowon n 1 2 = exp( ε ε ) 1 / kt = exp( hν / kt) (23) 2 to wzór (22) przejdzie w następującą równość: ρ (ν) = B B A / B 2 1 hν exp( ) 1 kt (24)
n n 1 2 = exp( ε ε ) 1 / kt = exp( hν / kt) (23) 2 to wzór (22) przejdzie w następującą równość: ρ (ν) = B B A 1 2 / B hν exp( ) 1 kt (24) Powyższe równanie określające gęstość widmową energii promieniowania
Bardziej szczegółowoWYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ
WYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ Instytut Fizyki LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI, ELEKTRONIKI I MIERNICTWA ĆWICZENIE 2 Charakterystyki tranzystora polowego POJĘCIA
Bardziej szczegółowoWzrost pseudomorficzny. Optyka nanostruktur. Mody wzrostu. Ekscyton. Sebastian Maćkowski
Wzrost pseudomorficzny Optyka nanostruktur Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 naprężenie
Bardziej szczegółowoWybrane elementy optoelektroniczne. 1. Dioda elektroluminiscencyjna LED 2. Fotodetektory 3. Transoptory 4. Wskaźniki optyczne 5.
Wybrane elementy optoelektroniczne 1. Dioda elektroluminiscencyjna LED 2. Fotodetektory 3. Transoptory 4. Wskaźniki optyczne 5. Podsumowanie a) b) Light Emitting Diode Diody elektrolumiscencyjne Light
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 10. Detekcja światła. Kondensator MOS. Plan na dzisiaj. fotopowielacz, część 2 MCP (detektor wielokanałowy) streak camera
Repeta z wykładu nr 10 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 fotopowielacz,
Bardziej szczegółowoE12. Wyznaczanie parametrów użytkowych fotoogniwa
1/5 E12. Wyznaczanie parametrów użytkowych fotoogniwa Celem ćwiczenia jest poznanie podstaw zjawiska konwersji energii świetlnej na elektryczną, zasad działania fotoogniwa oraz wyznaczenie jego podstawowych
Bardziej szczegółowodr inż. Beata Brożek-Pluska SERS La boratorium La serowej
dr inż. Beata Brożek-Pluska La boratorium La serowej Spektroskopii Molekularnej PŁ Powierzchniowo wzmocniona sp ektroskopia Ramana (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) Cząsteczki zaadsorbowane na chropowatych
Bardziej szczegółowoZjawisko Halla Referujący: Tomasz Winiarski
Plan referatu Zjawisko Halla Referujący: Tomasz Winiarski 1. Podstawowe definicje ffl wektory: E, B, ffl nośniki ładunku: elektrony i dziury, ffl podział ciał stałych ze względu na własności elektryczne:
Bardziej szczegółowoTranzystory polowe JFET, MOSFET
Tranzystory polowe JFET, MOSFET Zbigniew Usarek, 2018 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Tranzystor polowy złączowy JFET Zasada
Bardziej szczegółowoEnergia emitowana przez Słońce
Energia słoneczna i ogniwa fotowoltaiczne Michał Kocyła Problem energetyczny na świecie Przewiduje się, że przy obecnym tempie rozwoju gospodarczego i zapotrzebowaniu na energię, paliw kopalnych starczy
Bardziej szczegółowoCzęść 3. Przegląd przyrządów półprzewodnikowych mocy. Łukasz Starzak, Przyrządy i układy mocy, studia niestacjonarne, lato 2018/19 51
Część 3 Przegląd przyrządów półprzewodnikowych mocy Łukasz Starzak, Przyrządy i układy mocy, studia niestacjonarne, lato 2018/19 51 Budowa przyrządów półprzewodnikowych Struktura składa się z warstw Warstwa
Bardziej szczegółowoProjekt FPP "O" Kosma Jędrzejewski 13-12-2013
Projekt FPP "O" Kosma Jędrzejewski --0 Projekt polega na wyznaczeniu charakterystyk gęstości stanów nośników ładunku elektrycznego w obszarze aktywnym lasera półprzewodnikowego GaAs. Wyprowadzenie wzoru
Bardziej szczegółowoĆwiczenie nr 5 : Badanie licznika proporcjonalnego neutronów termicznych
Ćwiczenie nr 5 : Badanie licznika proporcjonalnego neutronów termicznych Oskar Gawlik, Jacek Grela 16 lutego 29 1 Teoria 1.1 Licznik proporcjonalny Jest to jeden z liczników gazowych jonizacyjnych, występujący
Bardziej szczegółowoKątowa rozdzielczość matrycy fotodetektorów
WYKŁAD 24 SMK ANALIZUJĄCE PRZETWORNIKI OBRAZU Na podstawie: K. Booth, S. Hill, Optoelektronika, WKŁ, Warszawa 2001 1. Zakres dynamiczny, rozdzielczość przestrzenna miara dokładności rozróżniania szczegółów
Bardziej szczegółowo2. Półprzewodniki. Istnieje duża jakościowa różnica między właściwościami elektrofizycznymi półprzewodników, przewodników i dielektryków.
2. Półprzewodniki 1 Półprzewodniki to materiały, których rezystywność jest większa niż rezystywność przewodników (metali) oraz mniejsza niż rezystywność izolatorów (dielektryków). Przykłady: miedź - doskonały
Bardziej szczegółowoPOLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ FIZYKI TECHNICZNEJ I MATEMATYKI STOSOWANEJ EKSCYTONY. Seminarium z Molekularnego Ciała a Stałego Jędrzejowski Jaromir
POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ FIZYKI TECHNICZNEJ I MATEMATYKI STOSOWANEJ EKSCYTONY W CIAŁACH ACH STAŁYCH Seminarium z Molekularnego Ciała a Stałego Jędrzejowski Jaromir Co to sąs ekscytony? ekscyton to
Bardziej szczegółowoCzęść 2. Przewodzenie silnych prądów i blokowanie wysokich napięć przy pomocy przyrządów półprzewodnikowych
Część 2 Przewodzenie silnych prądów i blokowanie wysokich napięć przy pomocy przyrządów półprzewodnikowych Łukasz Starzak, Przyrządy półprzewodnikowe mocy, zima 2015/16 20 Półprzewodniki Materiały, w których
Bardziej szczegółowoTranzystory polowe FET(JFET), MOSFET
Tranzystory polowe FET(JFET), MOSFET Ryszard J. Barczyński, 2009 2015 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Tranzystor polowy złączowy
Bardziej szczegółowoTEORIA PASMOWA CIAŁ STAŁYCH
TEORIA PASMOWA CIAŁ STAŁYCH Skolektywizowane elektrony w metalu Weźmy pod uwagę pewną ilość atomów jakiegoś metalu, np. sodu. Pojedynczy atom sodu zawiera 11 elektronów o konfiguracji 1s 2 2s 2 2p 6 3s
Bardziej szczegółowoElementy teorii powierzchni metali
prof. dr hab. Adam Kiejna Elementy teorii powierzchni metali Wykład 4 v.16 Wiązanie metaliczne Wiązanie metaliczne Zajmujemy się tylko metalami dlatego w zasadzie interesuje nas tylko wiązanie metaliczne.
Bardziej szczegółowoII. WYBRANE LASERY. BERNARD ZIĘTEK IF UMK www.fizyka.umk.pl/~ /~bezet
II. WYBRANE LASERY BERNARD ZIĘTEK IF UMK www.fizyka.umk.pl/~ /~bezet Laser gazowy Laser He-Ne, Mechanizm wzbudzenia Bernard Ziętek IF UMK Toruń 2 Model Bernard Ziętek IF UMK Toruń 3 Rozwiązania stacjonarne
Bardziej szczegółowoPrzyrządy i układy półprzewodnikowe
Przyrządy i układy półprzewodnikowe Prof. dr hab. Ewa Popko ewa.popko@pwr.edu.pl www.if.pwr.wroc.pl/~popko p.231a A-1 Zawartość wykładu Wy1, Wy2 Wy3 Wy4 Wy5 Wy6 Wy7 Wy8 Wy9 Wy10 Wy11 Wy12 Wy13 Wy14 Wy15
Bardziej szczegółowoTRANZYSTORY MOCY. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi tranzystorami i ich charakterystykami.
12 Ć wiczenie 2 TRANZYSTORY MOCY Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi tranzystorami i ich charakterystykami. 1. Wiadomości wstępne Tranzystory są to trójelektrodowe przyrządy
Bardziej szczegółowoFizyka 3.3. prof.dr hab. Ewa Popko p.231a
Fizyka 3.3 prof.dr hab. Ewa Popko www.if.pwr.wroc.pl/~popko ewa.popko@pwr.edu.pl p.231a Fizyka 3.3 Literatura 1.J.Hennel Podstawy elektroniki półprzewodnikowej WNT Warszawa 1995. 2.W.Marciniak Przyrządy
Bardziej szczegółowoZaburzenia periodyczności sieci krystalicznej
Zaburzenia periodyczności sieci krystalicznej Defekty liniowe dyslokacja krawędziowa dyslokacja śrubowa dyslokacja mieszana Defekty punktowe obcy atom w węźle luka w sieci (defekt Schottky ego) obcy atom
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 5 BADANIE ZALEŻNOŚCI PRZEWODNICTWA ELEKTRYCZNEGO PÓŁPRZEWODNIKA OD TEMPERATURY 1.WIADOMOŚCI OGÓLNE
Laboratorium z Fizyki Materiałów 00 Ćwiczenie 5 BADANIE ZALEŻNOŚCI PRZEWODNICTWA ELEKTRYCZNEGO PÓŁPRZEWODNIKA OD TEMPERATURY.WIADOMOŚCI OGÓLNE Przewodnictwo elektryczne ciał stałych można opisać korzystając
Bardziej szczegółowo