Главная / Физика / Исследование внутреннего фотоэффекта

Исследование внутреннего фотоэффекта

Отчет по лабораторной работе

Цель работы: изучение зависимости фототока в сернистом свинце от напряжения и освещенности.

Приборы и принадлежности: оптическая скамья с рейтерами, фотосопротивление ФС-А1, микроамперметр, вольтметр, реостат, эталонная лампа накаливания.

Общие сведения.

В твердом теле уровни энергии атомных электронов трансформируются в энергетические зоны. Ширина запрещенной зоны проводников практически равна нулю, для создания тока в проводнике достаточно приложить электрическое поле. Чтобы обеспечить электропроводность полупроводника или диэлектрика, необходимо сообщить электронам некоторую энергию, которая определяется шириной запрещенной зоны. Ширина запрещенной зоны полупроводников невелика, то уже при небольшом нагревании полупроводника электроны приобретают энергию, достаточную для перехода в зону проводимости.

При переходе электронов из валентной зоны в зону проводимости на энергетических уровнях образуются дырки. Дырки перемещаются как положительные заряды.

В зависимости от расположения привесного уровня в запрещенной зоне соответствующий атом примеси может обусловить электронную или дырочную проводимость тела. Вблизи дна – электронная, вверху дырочная проводимость.

Если энергия фотона, поглощенного веществом, равна или больше энергии, необходимой для перехода электрона в зону проводимости, в твердом теле под действием излучения появляются добавочные носители тока. Они обуславливают добавочную проводимость и создают фототок.

Исследуемые закономерности.

Объектом исследования является фотосопротивление.

Рис 9.1 Фотосопротивление

1 – Тонкий слой полупроводникового материала

2 – Изолирующая пластинка

3 – Электроды

4 – Пластиковый корпус

Рис 9.2 Схема его включения

При отсутствии освещения в цепи протекает темновой ток, зависящий от приложенного напряжения и темногового сопротивления.

Чувствительность в общем случае:

Величина фототока зависит не только от лучистого потока, но и от приложенного напряжения, поэтому при задании чувствительности необходимо либо указать рабочее напряжение U, либо пользоваться понятием удельной чувствительности

Экспериментальная установка для исследования внутреннего фотоэффекта изображена на рисунке 3.

Где ФС – фотосопротивление типа ФС-А1, PU – вольтметр, РА – микроамперметр, R – реостат, SЭ – эталонная лампа накаливания. Фотосопротивление и лампа установлены на оптической скамье.

Обработка результатов:

График зависимости темнового тока и фототока (рис. 1).

График зависимости фототока от напряжения при двух значения освещённости (рис. 2).

График фототока при освещении (рис.3).

При U = 10В

I ф/I

0,5

0,432432

0,363636

0,322581

0,275862

0,25

E

1111

625

400

278

204

156

При U = 15В

I ф/I

0,38

0,333333

0,295455

0,270588

E

400

278

204

156

Вывод: в ходе работы были изучены зависимости фототока в сернистом свинце от напряжения и освещенности, но из-за плохого образца эти показания обладают малой достоверностью.