Atomphysik / Halbleiterphysik

Vanny_92 · Anmeldungsdatum: 28.05.2014 Beiträge: 1

Meine Frage:
a.) Wie sieht die Konfiguration von Silizium im Grundzustand aus? D.h. Wie viele Elektronen befinden sich in den einzelnen Orbitalen? Silizium hat 14 Elektronen.

b.) Das energisch höchste Elektron wird angeregt und springe in das energisch nächsthöhere Orbital (Hinweis: nach 3p kommt 4s, danach 3d und danach 4p; es liege kein Magnetfeld an, d.h.unterschiedliche magnetische Quantenzahlen führen zu keinem unterschiedlichen Energieniveau).
Nun springe das Elektron wieder zurück in sein ursprüngliches Orbital, Wie groß ist die Wellenlänge des Photons, das abgestrahlt wird? Für ein Energieniveau eines Elektrons in Silizium gilt in Abhängigkeit von der Hauptquantenzahl näherungsweise:
En = -13,6 eV * 14² * 1/n

c.) Dieses Photon trifft auf ein Material und schlägt dabei ein Elektron mit einer Geschwindigkeit von 300 m/s aus. Hat das ausgeschlagene Elektron auch eine Wellenlänge? Wenn ja, welche? Wenn nein, welche Objekte haben eine Wellenlänge?

d.) Ein Elektron in einem reinen Silizium besitze eine Energie E von E- = 0,08 eV. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Elektron das Leitungsband erreicht? (k*T = 0,025eV)? Wie nennt man diese Art der Leitung, die durch die Elektronen entsteht, die das Leitungsband erreichen?

e.) Was versteht man unter Dotierung und wozu braucht man sie?

Meine Ideen:
h = 6,626 * 10 ^-34 Js; c = 3 * 10 ^8 m/s; Masse des Elektrons: m = 9,1 * 10 ^-31 kg;
e = 1,6 * 10 ^-19 C

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8762

Naturkonstanten angeben ist keine eigene Idee.

JAGGIE · Anmeldungsdatum: 19.04.2013 Beiträge: 85

a) In ein s Orbital passen immer 2 Elektronen und in ein p Orbital 6 Elektronen. Jetzt brauchst du nichts weiter tun als 1s, 2s und 2p damit zu füllen und die Konfiguration anzugeben.

b)

c) Sagt dir die De-Broglie Wellenlänge etwas? Damit kannst du die Frage ganz einfach beantworten.

d)

e) Dotierung ist die geziele Verunreinigung eines Halbleiters mit geringen Mengen von Frematomen. Im Falle von Silizium wird zwischen p und n-Dotierungen unterschieden. Bei n-Typ Dotierungen werden Elemente der 5 HG verwendet und in den Kristall "eingeschossen". Si bindet dann 4 Elektronen und ein Elektron bleibt frei, und kann damit zur elektrischen Leitfähigkeit beitragen. Bei p-Typ werden Elemente aus der 3 Hg verwendet, diese erzeugen dann sog. Löcher bzw Defektelektronen.
Dotierung wird vorallem in der Mikroelektronik oder Mikrosystemtechnik verwendet um gezielt die elektrische Leitfähigkeit zu verändern.

Janina_00 · Anmeldungsdatum: 28.05.2014 Beiträge: 9

Erstmal vielen lieben dank..

zu c) hätte ich eine Frage, Be-Broglie Wellenlänge sagt mir garnichts hab aber danach gegooglt

lamba = h /p ist diese formel die richtige dafür'?

Danke

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7462

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