Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
сделать стартовой добавить в избранное
Кефирный гриб на сайте www.za4et.net.ru

Математика Математика

Акустические свойства полупроводников

Забавная пачка денег "100 долларов".
Купюры в пачке выглядят совсем как настоящие, к тому же и банковской лентой перехвачены... Но вглядитесь внимательней, и Вы увидите
60 руб
Раздел: Прочее
Коврик для запекания, силиконовый "Пекарь".
Коврик "Пекарь", сделанный из силикона, поможет Вам готовить вкусную и красивую выпечку. Благодаря материалу коврика, выпечка не
202 руб
Раздел: Коврики силиконовые для выпечки
Наклейки для поощрения "Смайлики 2".
Набор для поощрения на самоклеящейся бумаге. Формат 95х160 мм.
19 руб
Раздел: Наклейки для оценивания, поощрения

Акустические свойства полупроводников Реферат выполнил Филенко М.С. Донецкий политехнический техникум Кафедра физики Донецк, 2002 1. Как устроен пьезоэлектрический полупроводник Мы уже говорили, что в полупроводниках имеет смысл изучать в первую очередь те акустические эффекты, которые обусловлены взаимодействием звука с электронами проводимости. Ведь именно небольшое число электронов проводимости отличает полупроводник от диэлектрика. Типичные концентрации электронов в тех случаях, которые нас будут интересовать, составляют 1011 - 1016 см-3. Рассмотрим акустические эффекты только в одном типе полупроводников, а именно в пьезоэлектрических полупроводниках. Акустические эффекты в них наиболее ярко выражены, лучше и подробнее всего исследованы. Пьезоэлектрики - это такие кристаллы, в которых под влиянием однородной деформации возникают дипольный момент, а значит, и электрическое поле, пропорциональные деформации. Наличие пьезоэлектрических свойств тесно связано с симметрией кристалла. Поясним это на модели ионной решетки, изображенной на рис. 1,а. На этом рисунке положительные попы закрашены. а отрицательные изображены светлыми кружками. Видно, что если эту решетку подвергнуть однородной деформации, то она не поляризуется (рис. 1,б). Рассмотрим теперь решетку, изображенную на рис, 2,а. Если эту решетку подвергнуть деформации растяжения в направлении, указанном стрелкой, то она поляризуется, поскольку «центры тяжести» положительных и отрицательных ионов при этом сдвигаются друг относительно друга (рис. 2, б, в). Наоборот, если поместить такую решетку в однородное электрическое поле, она деформируется. Деформация кристалла, пропорциональная приложенному электрическому полю, называется прямым пьезоэлектрическим эффектом; возникновение электрической поляризации при деформации — обратным пьезоэлектрическим эффектом. Пьезоэлектрический эффект существует в целом ряде полупроводников — CdS, Z 0, GaAs, I Sb, Те и др. Большинство опытов, в особенности на первом этапе, было проведено на CdS — этот полупроводник является довольно сильным пьезоэлектриком и в то же время фотопроводником (т. е. изменяет свою проводимость при освещении). Поэтому в нем, как уже говорилось, легко можно отделять электронные эффекты. Если в пьезоэлектрике распространяется звук, т. е. волна деформации, то она сопровождается электрическими полями, обладающими пространственной и временной периодичностью звуковой волны. Эти поля продольные, т. е. параллельные направлению распространения звука. Можно сказать, что в пьезоэлектриках всякая звуковая волна сопровождается волной продольного электрического поля (мы его будем называть пьезоэлектрическим полем). В качестве оценки напряженности этих полей можно привести следующую цифру: при распространении звука в таком сильном пьезоэлектрике, как CdS, при плотности потока звуковой энергии S порядка 1 Вт/см2 амплитуда напряженности переменного поля может достигать нескольких сотен вольт на сантиметр. Выясним теперь, как влияет пьезоэлектрический эффект на распространение звука в пьезодиэлектриках. Пусть продольный или поперечный звук распространяется в пьезодиэлектрике вдоль оси симметрии кристалла, которую назовем осью ОХ.

Деформация в такой волне характеризуется величиной du/dx, где и{х) — смещение точки кристалла в звуковой волне. В непьезоэлектрическом кристалле при такой деформации возникает упругое напряжение S: S = λ du/dx где К — модуль упругости. Это соотношение выражает известный закон Гука. В пьезоэлектрике, как мы видели, при деформации возникает дипольный момент, на который действует электрическое поле Е. В результате при наличии поля Е в пьезоэлектрнке упругое напряжение равно: S = λ du/dx βE (1) где β — так называемый пьезоэлектрический модуль. Кроме того, при деформации в пьезоэлектрике возникает дополнительная поляризация. Соответственно в обычном соотношении, связывающем электрическую индукцию D с напряженностью поля Е (D=εE, где ε — диэлектрическая проницаемость), появляется дополнительный член — 4лβ du/dx. Для вычисления скорости звука в пьезодиэлектрике достаточно соотношение (1) и соотношение между D и Е подставить в уравнение теории упругости: ρ d2u/d 2 = ds/dx (ρ — плотность кристалла) и в уравнение Пуассона dD/dx = 0 (диэлектрик!). В результате несложных преобразований получается величина: ωd = √ λ ⁄ ρ (1 χ)½ , χ = 4πβ²/ελ (2) Первое слагаемое в выражении для ωd дописывает вклад от близкодействующих упругих сил, которые существуют и в непьезоэлектриках. Второе обусловлено .дополнительными квазиупругими силами, связанными с пьезоэлектрическими полями. Таким образом, роль пьезоэлектрического эффекта определяется величиной χ , которую мы назовем коэффициентом пьезоэлектрической связи. В большинстве известных пьезоэлектрических полупроводников χ не превышает 0,1. Поэтому величину χ можно считать малым параметром теории, что мы и будем делать в дальнейшем. Так, вместо (2) имеем: ωd = ω0(1 χ/2), ω0 = √ λ ⁄ ρ Обратимся теперь к пьезополупроводникам. Как взаимодействуют электроны проводимости с пьезоэлектрическим полем? Предположим сначала, что звук «замер» — создана периодическая в пространстве статистическая деформация: u(x) = u0 cos qx. В пьезодиэлектрике из уравнения Пуассона мы сразу бы получили: E = 4πβ du/dx ε. Электрический потенциал поля φ был бы при этом равен (Е = — dφ/dx). φ0 = 4πβu / ε А что будет с электронами в полупроводнике? Они перераспределятся в пространстве, стремясь стечь с потенциальных «горбов» и заполнить потенциальные «ямы». При этом уменьшится первоначальный потенциал (φ0, или, как говорят, произойдет его экранирование электронами проводимости. Поэтому первый вопрос, который следует решить: как перераспределяются электроны в поле потенциала и каким образом они его будут экранировать? Для решения этого вопроса следует выяснить, как нужно описывать движение электрона в поле звуковой волны. Это существенно зависит от того, какова величина соотношения между длиной звуковой волны 2л/q и длиной l свободного пробега электронов — какова величина параметра ql. Этот параметр играет центральную роль в теории акустических свойств проводников; при различных его значениях электроны по-разному взаимодействуют со звуком.

Обычно в пьезоэлектрических полупроводниках ql «1, поэтому пока ограничимся рассмотрением этого случая. В чистых металлах при низких температурах может выполняться противоположное неравенство. Об этом пойдет речь в следующей главе. Условие ql «1 означает, что на расстояниях порядка длины звуковой волны электрон успевает много раз столкнуться. В процессе столкновений устанавливается равновесное распределение электронов — электроны лишены индивидуальности, и их можно описывать как объемный заряд, характеризуемый электропроводностью о и коэффициентом диффузии D. В результате плотность тока j можно записать в виде: j = σ (- dφ/dx) – e D d /dx где — концентрация электронов. В стационарном состоянии плотность тока j в отсутствие внешнего электрического поля должна обращаются в нуль. Потому – 0 = - σφ / e D , где 0 - равновесная концентрация электронов. Если это выражение подставить в уравнение Пуассона, имеющее в полупроводнике вид: dD/dx = 4π( – 0)e , и использовать выражение для D, то сразу получим: φ = φ0 (qR)2 / (1 ((qR)2) (3) Здесь - радиус экранирования Дебая — Хюккеля, равный R = √ εD/4πσ = √ εκΤ/4πe² 0 (4) (Τ — температура, κ — постоянная Больцмана). Таким образом видно, что степень экранирования пьезоэлектрнческого потенциала определяется соотношением между длиной волны 2π/q и радиусом экранирования R. Обычно говорят о дебаевском экранировании, когда речь идет, например, о кулоновском поле иона: поле «голого» заряда 1/r в результате экранирования приобретает вид: 1/r ехр(- r / R ), В данном же случае речь идет об экранировании пространственно-периодического потенциала. При qR «1 устанавливается почти полное экранирование, и φ « φ0. Наоборот при qR »1 перераспределение электронов в пространстве почти не реагирует на коротковолновый звук. Соотношение (3) можно понять еще и следующим образом. В стационарном состоянии имеет место равновесие тока проводимости (вызванного наличием поля) и диффузионного тока (вызванного перераспределением электронов в пространстве). Поэтому электроны перераспределяются тем в большей степени, чем больше отношение электропроводности к коэффициенту диффузии (т. е. чем меньше R при заданной величине q). В свою очередь, чем больше электронов перераспределилось в пространстве, тем более эффективно экранирование затравочного потенциала φ0. Приведем характерные значения радиуса экранирования в типичных случаях. В CdS при комнатной температуре и 0 = 1012 см-3 R = 5 10-4 см: при 0 =1014 см-3 R = 5 10-5 см. Учтем теперь, что бегущая звуковая волна не стоит на месте, а распространяется по кристаллу, создавая электрическое поле, меняющееся в каждой точке кристалла с частотой звука ω². Поэтому возникает вопрос, за какое же время устанавливается статическая картина экранирования, описанная выше. Таким характерным временем является максвелловское время релаксации: τ = ε/4πσ Оно обратно пропорционально электропроводности σ, что естественно: ведь именно благодаря процессам электропроводности электроны проводимости могут перераспределяться в пространстве.

С повышением влажности плотность Д. увеличивается. Часто для расчётов используют показатель, не зависящий от влажности, — условную плотность: где m0 — масса образца при W = 0, vmax — объём при W > Wпг.   Удельная теплоёмкость Д. практически не зависит от породы и может быть найдена по диаграмме (рис. 6). Коэффициент теплопроводности l зависит от температуры, влажности, породы (плотности), направления теплового потока и определяется по формуле l = lном × kr × kx, где lном — номинальное значение коэффициента теплопроводности, а кr и kx — коэффициенты, учитывающие значение условной плотности rусл и направление теплового потока в образце. lном определяется по диаграмме (рис. 7), а некоторые значения коэффициентов kr и kx приведены в таблицах 1 и 2. Температурные деформации Д. значительно меньше усушки и разбухания и обычно в расчётах не учитываются.   Некоторые электрические и акустические свойства Д. приведены в таблице 3. Д. хвойных пород с малой плотностью (ель) обладает высокими резонансными свойствами и широко используется в музыкальной промышленности.   Таблица 1. — Коэффициент kx Направление теплового потока kx Тангенциальное 1,0 Радиальное 1,05 Вдоль волокон   для кольцесосудистых лиственных пород 1,6   для остальных 2,2   Таблица 2. — Коэффициент кr rусл, кг/м3 кr rусл, кг/м3 кr 340 1,98 500 1,22 360 1,00 600 1,56 400 1,05 650 1,86   Механические свойства Д. наиболее высоки при действии нагрузок вдоль волокон; в плоскости поперёк волокон они резко снижаются

1. Акустические свойства полупроводников

2. Законы фрактальных соотношений артикуляционных жестов и акустических свойств элементарных звуков речи

3. Хлорофилл: его свойства и биосинтез

4. Физико-механические свойства мёрзлых грунтов

5. Коллекторские свойства нефтеносных пластов. Их значение при определении запасов месторождения

6. Номинативные свойства мнгозначного глагола to carry
7. Дидактические свойства глобальной информационно-коммуникационной сети Интернет
8. Общие свойства приложений Office Pro 2000

9. Функция и ее свойства

10. Свойства усредненной функции с сильной осцилляцией

11. Технология производства низина. Антибиотические свойства низина

12. Строение, свойства опухолей

13. Морфофункциональная характеристика изменений антиадгезивных свойств брюшин в зависимости от состояния микроциркуляции

14. Растения, проявляющие адаптогенные свойства

15. Дидактические свойства глобальной информационно-коммуникационной сети Интернет

16. Улучшение свойств керамических материалов

Карандаши акварельные "Progresso Aquarelle", 24 цвета, 24 штуки.
Набор акварельных карандашей Koh-i-noor Progresso содержит 24 бескорпусных цветных карандаша, размещенных в металлической упаковке.
1027 руб
Раздел: Акварельные
Кровать для кукол деревянная (большая).
К кроватке прилагается матрасик, одеяльце и подушечка. Размеры дна кровати: 50х20 см. Размеры боковых сторон (качалки): 27х24
469 руб
Раздел: Спальни, кроватки
Средство для посудомоечных машин биоразлагаемое "Synergetic", концентрированное, 5 л.
Концентрированное средство для мытья всех видов посуды от любых видов загрязнений. За счет полностью натурального состава обладает 100%
849 руб
Раздел: Для посудомоечных машин

17. Обзор методов получения пленок и их свойства

18. Алмазоподобные полупроводники

19. Сегнетоэлектрики, их свойства и применение

20. Физические свойства вакуумно-плазменных покрытий для режущего инструмента

21. Литография высокого разрешения в технологии полупроводников

22. 2. Особенности свойств резин как конструкционного материала
23. Эксплуатационные свойства автомобиля
24. Психологические черты, свойства и качества личности, необходимые для профессиональной деятельности социальному работнику

25. Пьезоэлектрики и их свойства

26. Фрактальные свойства социальных процессов

27. Фотоэлектрические свойства нитрида алюминия

28. Экспериментальные исследования диэлектрических свойств материалов (№30)

29. Реактивный двигатель и основные свойства работы тепловых машин

30. Свойства сплавов кремний-германий и перспективы Si1-xGex производства

31. Acoustic emission (Акустическая эмиссия)

32. Изучение поверхности полупроводника с помощью сканирующего электронного микроскопа

Набор для специй "Сад", 5 предметов, 19x14x13,5 см.
Набор для специй на деревянной подставке. Размер: 19x14x13,5 см. Материал: керамика.
552 руб
Раздел: Наборы для специй
Муфта для рук "Еду-Еду", на коляску, зимняя, цвет: шоколадный.
Зимняя муфта с надежными кнопками быстро и удобно надевается на ручку коляски или санок. Муфта позаботится о том, чтобы Ваши руки
519 руб
Раздел: Муфты на ручку
Перчатки смотровые, нитриловые, нестерильные "Klever", неопудренные, текстурированные, размер S, 50.
Особенности и преимущества: превосходное растяжение; устойчивость к порезам, разрывам и проколам при сохранении тактильной
430 руб
Раздел: Перчатки

33. Физические свойства молока

34. Внутренний фотоэффект в полупроводниках

35. Свойства симметрии и закона сохранения

36. Свойства алюминия и его сплавов

37. Удивительные свойства воды

38. Вода и её свойства
39. Нефть, ее свойства
40. Исследование свойств хрома и его соединений

41. Свойства некоторых веществ в свете теории электролитической диссоциации

42. Химические свойства неметаллических элементов

43. Нитрид бора и его физико-химические свойства

44. Хитин-глюкановый комплекс грибного происхождения. Состав, свойства, модификации

45. Кислород. Его свойства и применение

46. Влияние поверхностного потенциала воды на реологические свойства дисперсных систем

47. Дендримеры. Синтез и свойства

48. Психологические свойства личности (темперамент, характер, способности) в профессиональной деятельности менеджера

Вафельница алюминиевая, механическая BE-4426 Webber "Бельгийская вафля", для плиты.
Размеры: 35х13,5х2,5 см. Количество вафель: 4 штуки. Форма вафель: сердечки. Толщина вафель: толстые. Материал: алюминий, металл,
879 руб
Раздел: Формы и формочки для выпечки
Машинка "Бибикар (Bibicar)" с полиуретановыми колесами, синяя.
Детская машинка «Бибикар» станет идеальным источником не только развлечения, но и развития для любого ребёнка, которому уже исполнилось 3
2650 руб
Раздел: Каталки
Магниты "Junior", 34 мм, белые,.
Диаметр: 34 мм. Сила: 1,3 кг. Материал: цельный ферритный магнит. Количество: 10 штук. Цвет: белый.
352 руб
Раздел: Магниты канцелярские

49. Типологические свойства изолирующих языков

50. Исследование свойств прямоугольного тетраэдра

51. Исследование звука. Основные свойства слуха человека».

52. Дуалистические свойства математики и их отражение в процессе преподавания

53. Некоторые свойства многогранника. Задачи о P-медиане

54. Экспериментальное исследование взаимодействия упругих волн в акустическом резонаторе.
55. Целебные свойства соков
56. Свойства скелетной мышцы

57. Бальнеологические свойства минеральных вод бассейна р. Налычева

58. Литература - Гигиена (ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ)

59. Литература - Гигиена (Гигиеническое значение, состав, свойства атмосферного

60. Анализ ассортимента и потребительских свойств стеклянной посуды

61. Порошковая металлургия и свойства металлических порошков

62. Удивительные свойства упаковочной пленки

63. Ближнее акустическое поле импульсной струи

64. Химико-аналитические свойства ионов p-элементов

Набор детской складной мебели Ника "Познайка. Большие гонки".
В комплект входит стол-парта и стул с мягким сиденьем. Металлический каркас. Столешница облицована пленкой с тематическими рисунками. На
1367 руб
Раздел: Наборы детской мебели
Френч-пресс АК-719/60 "Alpenkok", 600 мл, бежевый.
Объем: 600 мл. Френч-пресс из упрочненного стекла в корпусе из высококачественного термостойкого пластика. Упрочненное стекло,
312 руб
Раздел: Френч-прессы
Ручка перьевая "Silk Prestige", синяя, 0,8 мм.
Перьевая ручка Silk Prestige. Перьевая ручка Golden Prestige. Ручка упакована в индивидуальный пластиковый футляр. Цвет корпуса:
375 руб
Раздел: Металлические ручки

65. Свойства фотона

66. Гравитация и геометрические свойства пространства

67. Необратимость - свойство реальных процессов. Статистический характер энтропии

68. Разработка сенсора на поверхностно-акустических волнах

69. Полимерные электреты, их свойства и применение

70. Свойства портландцемента
71. Свойства алюминия
72. Углеродные нанотрубки: их свойства и применение

73. Свойства машиностроительных материалов

74. Осуществление межпредметных связей в процессе изучения темы физики 10 класса "Свойства твердых тел"

75. Развитие у дошкольников представлений о сохранении свойств объектов

76. Влияние водорода на свойства стали

77. Свойства человеческой памяти

78. Некоторые психологические свойства и особенности интернет как нового слоя реальности

79. Строение, функционирование и свойства центральной нервной системы человека

80. Психодиагностические методики исследования личности и ее свойств

Тетрадь общая с магнитной закладкой "FLUOR. Салатовый", В5, 120 листов, клетка.
Формат: В5. Материал обложки: картон ламинированный с тиснением 230 г/м2. Материал блока: бумага офсетная 60 г/м2.
418 руб
Раздел: Прочие
Мелки восковые, 64 штуки.
Мелки восковые. Количество: 64 штуки. Длина: 9 см.
313 руб
Раздел: Восковые
Кондитерский шприц с насадками "Mayer & Boch" (15 предметов).
Кондитерский шприц - это легкое и простое в использовании приспособление для рисования кремом или шоколадом. С его помощью можно легко
556 руб
Раздел: Кондитерские принадлежности

81. Речь, ее основные функции и свойства

82. Исследование cвязи типа высшей нервной деятельности и свойств темперамента

83. Психодиагностические методы изучения свойств личности

84. Психодиагностика свойств личности

85. Свойства стоячих волн

86. Социальные процессы и их фрактальные свойства
87. Влияние температуры окружающей среды на свойства сварного шва
88. Потребительские свойства косметических товаров и факторы их формирования

89. Анализ ассортимента и потребительских свойств стеклянной посуды

90. Взаимодействие электронов с поверхностными акустическими волнами

91. Кристаллы и их свойства

92. Некоторые характеристики и свойства микрообъектов

93. Приборы с акустическим переносом заряда

94. Электрические свойства сплавов типа твердых растворов

95. Кристаллизация, структурно-химическое модифицирование и адсорбционные свойства цеолитов. (физхимия)

96. Экспериментальные исследования диэлектрических свойств материалов.

Точилка механическая "Classic", черная.
Цветной пластиковый корпус с прозрачным контейнером, объемный контейнер для стружки, стальные самозатачивающиеся ножки. Цвет корпуса - черный!
317 руб
Раздел: Точилки
Кружка "Котик белый".
Смешная щурящаяся мордочка кота и его маленькие ушки - вот, что делает эту кружку такой неотразимо милой! Округлая, сужающаяся кверху
367 руб
Раздел: Кружки
Магнитная игра "Пингвины на параде".
Если вы любите игру «Пингвины на льдине», то вам придется по вкусу и эта игра! Это новое магнитное путешествие маленьких забавных
512 руб
Раздел: Игры на магнитах

97. Физические свойства фуллеренов

98. Свойства личности, психофизическая и стрелковая подготовленность курсантов юридического института

99. Анализ фотографических свойств фотопленок


Поиск Рефератов на сайте za4eti.ru Вы студент, и у Вас нет времени на выполнение письменных работ (рефератов, курсовых и дипломов)? Мы сможем Вам в этом помочь. Возможно, Вам подойдет что-то из ПЕРЕЧНЯ ПРЕДМЕТОВ И ДИСЦИПЛИН, ПО КОТОРЫМ ВЫПОЛНЯЮТСЯ РЕФЕРАТЫ, КУРСОВЫЕ И ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ. 
Вы можете поискать нужную Вам работу в КОЛЛЕКЦИИ ГОТОВЫХ РЕФЕРАТОВ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ, выполненных преподавателями московских ВУЗов за период более чем 10-летней работы. Эти работы Вы можете бесплатно СКАЧАТЬ.