Praktikum z polovodičů

Transkript

1 České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská Praktikum z polovodičů Zdeněk Potůček, Jan Aubrecht Praha 0

2 . Stanovení šířky zakázaného pásu, typu mezipásových absorpčních přechodů a tloušťky tenké vrstvy. eoretický úvod.. Optické materiálové parametry K charakterizaci izotropního absorbujícího prostředí z hlediska šíření elektromagnetického záření se používá několik materiálových parametrů, které spolu vzájemně souvisí. V prvé řadě se jedná o komplexní permitivitu definovanou vztahem ε = ε ( ω) + iε ( ω), kde ω je úhlová frekvence elektromagnetické vlny. maginární složka permitivity ε je úměrná energetickým ztrátám elektromagnetické vlny Joulovým teplem v jednotce objemu materiálu. V optické oblasti spektra elektromagnetického záření se pro charakterizaci absorbujícího prostředí spíše užívá komplexní index lomu N zavedený vztahem N = n( ω) ik( ω), kde reálná složka komplexního indexu lomu n určuje fázovou rychlost šíření elektromagnetické vlny ve vodivém prostředí a odpovídá indexu lomu známému pro dielektrika. maginární složka k charakterizuje tlumení elektromagnetické vlny v absorbujícím prostředí a nazývá se index absorpce. Pro danou látku platí mezi složkami komplexního indexu lomu n a k označovanými jako optické parametry a složkami ε a ε komplexní permitivity následující relace ε = n k, ε = nk. Jelikož experimentálně neměříme amplitudu elektromagnetického pole, ale hustotu toku energie elektromagnetického záření, která se ve spektroskopii obvykle označuje jako intenzita, popisuje se její tlumení v absorbujícím prostředí pomocí absorpčního koeficientu α, který souvisí s indexem absorpce k vztahem ωk α =, c kde c je rychlost světla ve vakuu... Absorpce a odraz světla... Absorbující vrstva tloušťky d

3 Prochází-li svazek rovnoběžných paprsků světla o frekvenci ν homogenním prostředím s absorpčním koeficientem α(ν) poklesne jeho intenzita na dráze l z hodnoty 0 (ν) na hodnotu l (ν) pro niž platí l ( ν ) α ( ν ) l = 0 ( ν ) e. Absorpční koeficient α(ν) tak udává tloušťku vrstvy materiálu, v níž intenzita rovnoběžného paprsku světla poklesne na /e. Avšak v reálném případě kolmého průchodu rovnoběžného svazku paprsků planparalelní vrstvou absorbujícího materiálu musíme uvažovat kromě absorpce také odrazy světla na rovinných rozhraních vrstvy s okolním prostředím. Dopadá-li elektromagnetická vlna o amplitudě E 0 z prostředí s indexem lomu N kolmo na rozhraní s prostředím o indexu lomu N, je amplituda E odražené vlny dána vztahem E N + N = E0. N N Poměr amplitudy odražené a dopadající elektromagnetické vlny určuje komplexní reflexní koeficient r E E = =. 0 N N N + N Z praktického hlediska nás však často spíše zajímá poměr intenzity odražené a dopadající elektromagnetické vlny a proto se zavádí reflektivita neboli koeficient odrazu rozhranní R N N = r =. () N + N Poměr intenzity prošlé a dopadající elektromagnetické vlny pak udává transmise neboli propustnost rozhranní. V důsledku spojitosti normálové složky toku energie na rozhranní obou prostředí je + R =. Předpokládejme, že světlo o frekvenci ν a intenzitě 0 dopadá kolmo na povrch vrstvy materiálu s absorpčním koeficientem α(ν) v bodě x = 0, jak je znázorněno na obrázku. Je-li koeficient odrazu rozhraní vrstvy s okolním prostředím R, pak intenzita světla, které projde přes první rozhranní do vrstvy bude ( - R) 0. Po průchodu planparalelní vrstvou o tloušťce d poklesne jeho intenzita v důsledku absorpce na ( - R) 0 e -α(ν)d. Na povrchu se část světla odrazí zpět do vrstvy, takže intenzita světla, které projde druhým rozhranním do okolního prostředí bude ( - R)( - R) 0 e -α(ν)d. Světlo odražené zpět do vrstvy se částečně absorbuje, část jej projde prvním rozhraním zpět do okolního prostředí a část se na něm odrazí zpět do

4 vrstvy. ímto způsobem vznikají v důsledku mnohačetných odrazů na površích vrstvy příspěvky do intenzity světla vystupujícího druhým rozhraním, jejichž velikost klesá geometrickou řadou. Po n průchodech světla vrstvou ve směru od prvního rozhranní k druhému bude jeho intenzita n = R ( n ) ( R) 0 e (n ) α ( ν ) d a pro výslednou intenzitu světla prošlého vrstvou platí αd ( R) 0e = =. αd R e n n= ransmise (propustnost) homogenní planparalelní vrstvy tloušťky d s absorpčním koeficientem α a koeficientem odrazu R, která je definovaná jako poměr intenzity světla prošlého vzorkem ku intenzitě světla na vzorek dopadajícího, je tak dána vztahem αd ( R) e = =. () αd R e 0 ransmise může nabývat hodnot z intervalu 0,. Pokud se vrstva materiálu s komplexním indexem lomu N = n - ik nachází na vzduchu, pro který lze považovat N =, pak pro koeficient odrazu rozhraní vzduch-vrstva ze vztahu () plyne ( n ) + k R =. ( n + ) + k 0 (-R) 0 (-R) 0 e -αd = (-R) 0 e -αd R(-R) 0 e -αd R(-R) 0 e -αd R(-R) 0 e -αd R (-R) 0 e -3αd = R (-R) 0 e -3αd R (-R) 0 e -αd 3 = R 4 (-R) 0 e -5αd n = R (n-) (-R) 0 e -(n-)αd x = 0 x = d Obrázek. Schematické znázornění kolmého průchodu rovnoběžného svazku paprsků světla planparalelní absorbující vrstvou o tloušťce d. 3

5 Je-li součin αd > můžeme druhý člen ve jmenovateli vztahu () zanedbat a pro transmisi vrstvy psát αd ( R) e. Známe-li R a d, můžeme pak ze změřené závislosti (ν) jednoduše určit spektrální závislost absorpčního koeficientu α(ν). Pokud koeficient odrazu R neznáme a nemůžeme odrazy světla na stěnách vrstvy zanedbat, lze absorpční koeficient určit změřením propustnosti dvou vrstev o různých tloušťkách d a d. Podíl propustností a obou vrstev αd = 0 α ( d d ) = e αd (3) 0 R e R e nezávisí na intenzitě 0 dopadajícího světla, takže ji k určení podílu a nepotřebujeme znát. Je-li navíc splněna podmínka αd > a αd > můžeme vztah (3) zapsat ve tvaru ( d d ) e α, z něhož pro výpočet absorpčního koeficientu plyne aproximativní vztah d d α ln. (4)... Absorbující vrstva na podložce Dopadá-li světlo na silně absorbující prostředí je pohlceno na velmi malé vzdálenosti od povrchu. Měření transmise takových materiálů je tudíž nutno provádět na velmi tenkých vrstvách, které jsou obvykle připraveny na vhodné podložce. Při měření pomocí dvoupaprskového spektrofotometru se do jednoho paprsku vkládají měřené vrstvy a do druhého referenční vzorek. Poněvadž koeficient odrazu na rozhraní vzduch-podložka je jiný než na rozhraní absorbující vrstva-podložka, je nutné jako referenční vzorek použít podložku s velmi tenkou vrstvou zkoumaného materiálu o tloušťce d 0, aby se vyloučil nejen vliv podložky ale i vliv rozhranní vrstva-podložka. Předpokládejme, že máme vzorek tvořený planparalelní vrstvou absorbujícího materiálu nanesenou na planparalelní podložce s absorpčním koeficientem α a paprsek světla o frekvenci ν a intenzitě 0 dopadá kolmo na rozhranní vzduch-absorbující vrstva s koeficientem odrazu R. Dále nechť je tloušťka absorbující vrstvy d, její absorpční koeficient 4

6 α, tloušťka podložky d, koeficient odrazu rozhraní podložka-vzduch R a koeficient odrazu rozhraní vrstva-podložka R r. ntenzita světla, které projde celým vzorkem, je αd αd ( R )( Rr ) ( R ) 0e e = αd. (5) αd ( R R e )( R R e ) r r K určení koeficientu absorpce zkoumaného materiálu lze s výhodou využít měření propustnosti dvou různě tlustých vrstev tohoto materiálu nanesených na stejných podložkách, přičemž jako referenční vzorek se použije identická podložka s velmi tenkou vrstvou zkoumaného materiálu o tloušťce d 0. Pomocí dvoupaprskového spektrofotometru se změří podíly P = (d )/(d 0 ) a P = (d )/(d 0 ) propustnosti obou vzorků vůči propustnosti referenčního vzorku, přičemž (d 0 ) je intenzita světla prošlého referenčním vzorkem a (d ) a (d ) intenzita světla prošlého vzorkem s vrstvou o tloušťce d a d. Podíl těchto dvou hodnot P P R R e R R e α ( d d ) r = e αd. (6) r α d závisí pouze na tloušťce a absorpčním koeficientu vrstev a koeficientech odrazu R a R r. Ze vztahu (6) pak pro absorpční koeficient α dostaneme α P R R e αd r = ln + ln αd. (7) d d P d d RRr e Je-li splněna podmínka α d > a α d >, jako například α > 0 4 cm - a d (d ) > 0-4 cm, můžeme druhý člen ve vztahu (7) zanedbat a velikost absorpčního koeficientu α pro danou frekvenci světla ν vypočítat ze vztahu ln P d d P α. (8).3. Určení šířky zakázaného pásu Měření absorpčního spektra, které udává závislost absorpčního koeficientu na frekvenci nebo energii fotonů světla, představuje nejjednodušší způsob studia pásové struktury pevných látek. Při absorpci fotonu s energií hν dojde k přechodu elektronu z nižšího energetického stavu do vyššího. Studiem propustnosti daného materiálu můžeme pozorovat různé elektronové přechody a získat tak informace o rozdělení elektronových stavů. V reálném materiálu existuje celá řada elektronových přechodů jako například mezipásové přechody, přechody uvnitř pásu, přechody mezi hladinami příměsí či mezi hladinami příměsí a pásy. Výsledný tvar absorpčního spektra závisí na typu materiálu a na podmínkách 5

7 experimentu. Slabší přechody mohou být překryty silnějšími a nemusejí se v absorpčním spektru pozorovat. Zde se omezíme se na mezipásové přechody. Závislost αhν na energii fotonů hν je pro jednotlivé typy mezipásových přechodů uvedena v následující tabulce, kde E o je šířka zakázaného pásu pro přímý přechod, E g šířka zakázaného pásu pro nepřímý přechod a E b je energie fononu. přímý přechod nepřímý přechod dovolený zakázaný dovolený zakázaný ( hν E ) o ( h E ) 3 o ν ( hν E ± E ) ( hν E ± E ) 3 g b g b Spektrální závislost absorpčního koeficientu v oblasti, kde je α > 0 cm -, lze pro většinu materiálů aproximovat vztahem α = C ( h ν ) n hν Eg, (9) kde C je konstanta. Ze závislosti (αhν) /n na hν lze extrapolací přímky do (αhν) /n = 0 určit šířku zakázaného pásu E g pro mezipásové přechody (optická šířka zakázaného pásu). Pro uvažované materiály lze energii fononů vzhledem k šířce zakázaného pásu E g zanedbat.. Laboratorní úloha.. Popis experimentálního zařízení SPECORD UV VS je dvoupaprskový spektrofotometr, který umožňuje v ultrafialové a viditelné oblasti spektra měřit podíl m m P = = r r propustnosti m a r měřeného a referenčního vzorku v závislosti na vlnočtu ν vyjádřeném v cm - (ν = /λ = ν/c). m a r je intenzita světla po průchodu měřeným respektive referenčním vzorkem. Spektrofotometr SPECORD UV VS, jehož schéma je na obrázku, má dva zdroje světla a to deuteriovou výbojku () pro ultrafialovou oblast spektra a žárovku s wolframovým vláknem () pro viditelnou oblast spektra. Deuteriová výbojka se používá v rozsahu vlnočtů cm - (λ nm) a žárovka v rozsahu cm - (λ nm). Výměna zdroje světla nastává automaticky posunutím rovinného zrcadla (3) při 6

8 přechodu z ultrafialové do viditelné oblasti spektra. Světlo ze zdroje je soustředěno dutým zrcadlem (4) na vstupní štěrbinu (5) hranolového monochromátoru, kde se rozkládá na spektrum. Část světla z úzké oblasti spektra v okolí zvoleného vlnočtu pak vstupuje skrz výstupní štěrbinu (0) monochromátoru do fotometrické části spektrofotometru. Zde monochromatické světlo soustředěné dutým zrcadlem () dopadá na rotující disk modulátoru (3), který moduluje intenzitu světla s frekvencí 400 Hz. Modulované světlo se potom odráží od rotujícího půlkruhového zrcadla (4) nebo prochází přímo, takže paprsek světla s frekvencí 5 Hz střídavě dopadá na měřený (9) nebo referenční (8) vzorek. Modulátor a rotující zrcadlo jsou navzájem pevně spojeny a poháněny synchronním motorem. Měřící a referenční paprsek střídavě dopadají na fotonásobič (3), který registruje jejich intenzitu, přičemž optické dráhy obou paprsků jsou naprosto symetrické. Analogový výstup spektrofotometru, který představuje odpor vymezený polohou jezdce na přesném lineárním potenciometru, udává podíl intenzit obou paprsků zeslabených průchodem měřeným respektive referenčním vzorkem. ento odpor úměrný podílu transmise měřeného a referenčního vzorku je měřen digitálním ohmmetrem a přes sériovou linku zaznamenáván jako funkce vlnočtu do počítače, který rovněž pomocí krokového motoru ovládaného přes sériovou linku prostřednictvím programovatelné řídící jednotky zajišťuje otáčení hranolu (7) v monochromátoru a tím změnu vlnočtu světla procházejícího vzorky. Obrázek. Schéma optického uspořádání spektrofotometru SPECORD UV VS... Postup měření Spektrofotometr SPECORD UV VS je řízen počítačem pomocí programu, který zajišťuje automatizované měření podílu transmise měřeného a referenčního vzorku v závislosti na vlnočtu světla a grafické znázornění naměřených hodnot. V případě, že není použit žádný referenčního vzorek, je výsledkem měření přímo spektrální závislost transmise 7

9 měřeného vzorku. Jestliže v dráze měřícího a referenčního paprsku není umístěn žádný vzorek, měl by být na výstupu fotonásobiče zaznamenán při dopadu obou paprsků stejný signál. Vznikající odchylky mohou být způsobeny různou reflektivitou zrcadel na dráze měřícího a referenčního paprsku nebo rozdílným osvětlením fotokatody fotonásobiče při dopadu těchto paprsků. Aby se odstranil vliv těchto parazitních jevů na výsledek měření, změří se nejprve bez vzorků tak zvaná stoprocentní linie, pak se dráha měřícího paprsku před fotonásobičem zcela zacloní a změří se tak zvaná nulová linie. Změřené hodnoty podílu transmise měřeného a referenčního vzorku jsou pak řídícím programem vzhledem k těmto liniím automaticky korigovány..3. Zkoumané vzorky křemene. enké vrstvy GeO různé tloušťky nanesené na stejně tlustých podložkách z taveného.4. Pracovní úkol. Seznamte se se spektrofotometrem SPECORD UV VS a programovým vybavením zajištujícím jeho řízení v průběhu měření i zpracování a grafické znázornění naměřených dat.. V oblasti vlnočtů 500 až 9000 cm - změřte s krokem vlnočtu 00 cm - transmisi dvou vrstev GeO různé tloušťky napařených na křemenných podložkách stejné tloušťky. 3. Vypočtěte tloušťky d a d obou vrstev GeO na základě vztahu d = n( ν ν ), (0) kde ν a ν jsou vlnočty odpovídající dvěma po sobě jdoucím interferenčním minimům ve změřené spektrální závislosti transmise v blízkosti ν = 0000 cm - a index lomu n =,570. Vztah (0) odvoďte. 4. V oblasti vlnočtů až 5500 cm - změřte s krokem vlnočtu 00 cm - spektrální závislost transmise (ν ) a (ν ) obou vrstev GeO. 5. Získané závislosti (ν ) a (ν ) vyhlaďte rychlou Fourierovou transformací a na základě vztahu (8) vypočtěte spektrální závislost absorpčního koeficientu α(ν ). 6. Vypočtenou závislost α( ν )hν proložte nelineární metodou nejmenších čtverců křivkou C( hν E ) n g a určete šířku zakázaného pásu E g a hodnotu exponentu n. 8

10 7. Ze závislosti α(ν ) se pokuste určit typ absorpčních mezipásových přechodů, ke kterým v GeO dochází. 9

11 Úloha 3 3. Určování voltampérové charakteristiky a spektrální závislosti odezvy fotovoltaického článku a fotoelektrické diody. eoretický úvod Činnost fotovoltaického článku respektive fotoelektrické diody je založena na fotoelektrickém jevu, jehož podstatou je skutečnost, že na rozhraní dvou materiálů, na něž dopadá světlo, vzniká elektrické napětí a uzavřením obvodu lze získat elektrický proud. Základem těchto fotoelektrických součástek je tenká polovodičová (nejčastěji křemíková) destička s vodivostí typu P. Na ní se při výrobě vytvoří tenká vrstva polovodiče typu N, obě připravené vrstvy jsou odděleny PN přechodem. Fotony slunečního záření dopadající na křemíkovou destičku uvolňují svojí energií z krystalické mřížky vrstvy typu N polovodičového materiálu elektrony. Pokud páry elektron-díra vzniknou ve vzdálenosti menší než je difúzní délka nosičů, elektrony a díry se dostanou do ochuzené oblasti prostorového náboje, kde jsou separovány vnitřním elektrickým polem PN přechodu. V prvním přiblížení lze koncentraci majoritních nosičů v daném typu polovodiče zanedbat a uvažovat pouze zvětšení koncentrace minoritních nosičů. Díry, pro které potenciální bariéra přechodu PN neexistuje, projdou do polovodiče typu P. ímto způsobem vznikne dodatečný fotoelektrický proud ( f ), který je vyvolaný osvětlením. ento proud poruší původní termodynamickou rovnováhu PN přechodu. Polovodič typu P se nabije kladně proti polovodiči typu N a důsledkem toho dojde k posunu energetických hladin. Na PN přechodu dojde ke vzniku potenciálového rozdílu, který se projeví jako vnější fotoelektrické napětí (U f ). Zátěží (elektrospotřebičem) připojenou mezi oba kontakty potom protéká stejnosměrný elektrický proud, jenž je přímo úměrný ploše polovodičové součástky a intenzitě dopadajícího slunečního záření. kde N n, proud děr. Ve stacionárním stavu je celkový proud procházející PN přechodem roven nule, neboli N P N P = 0, f n n p p N p, P n, P p jsou proudy rovnovážných nosičů náboje při osvětlení a f je nadbytečný Jestliže je přechod PN připojen k nějakému vnějšímu obvodu, kterým teče proud, pak musí platit ϕ U k f s ( e -) = U f, R 0

12 Úloha 3 kde S je součet rovnovážných hodnot proudů elektronů a děr a ϕ je energetický rozdíl kvazi- Fermiho hladin při osvětlení. Fotoelektrický proud se rovná proudu vnější zátěží a proudu závěrnou vrstvou.. Laboratorní úloha.. Seznam pomůcek Osvětlovací zařízení, zdroj konstantního proudu k napájení stowattové halogenové žárovky s wolframovým vláknem v osvětlovacím zařízení, ploskovypuklá křemenná čočka s ohniskovou vzdáleností 35 mm a průměrem 5 mm osazená v optickém držáku, irisová clona osazená v optickém držáku, optická lavice, sada interferenčních filtrů o průměru 5 mm propouštějících světlo vždy pouze v úzkém pásu vlnových délek ve viditelné nebo blízké infračervené oblasti spektra, držák interferenčních filtrů, wattmetr s křemíkovým detektorem s kalibrovanou spektrální závislostí citlivosti, digitální multimetr, odporová dekáda, stabilizovaný zdroj stejnosměrného napětí, propojovací vodiče, držák proměřovaného fotovoltaického článku či fotoelektrické diody... Proměřované vzorky Křemíkový fotovoltaický článek, křemíková fotoelektrická dioda..3. Experimentální uspořádání a postup měření Osvícení fotovoltaického článku či fotoelektrické diody zajišťuje speciální stowattová halogenová žárovka s téměř bodovým wolframovým vláknem umístěná v krytu mezi kondenzorem a konkávním zrcadlem, které jsou do něho integrovány. akováto konstrukce osvětlovacího zařízení umožňuje získat ze záření vydávaného halogenovou žárovkou intenzivní rovnoběžný svazek světla. Halogenová žárovka je napájena stejnosměrným proudem o velikosti 6,5 A ze zdroje konstantního proudu. Rovnoběžný svazek světla vystupující z osvětlovacího zařízení nejprve kolmo prochází irisovou clonou umožňující omezit jeho průřez a pak dopadá na křemennou čočku, přičemž osa svazku prochází středem irisové clony a splývá s optickou osou čočky, která svazek světla soustředí na fotovoltaický článek nebo fotoelektrickou diodu tak, že osa svazku prochází kolmo středem okénka v jejich plášti, které je propustné pro světlo. Proměřovaný fotovoltaický článek nebo fotoelektrická dioda jsou stejně jako křemenná čočka a irisová clona připevněny pomocí polohově nastavitelného optického držáku k optické lavici. Zacloněním svazku světla před

13 Úloha 3 fotovoltaickým článkem nebo fotoelektrickou diodou křemíkovým detektorem wattmetru lze wattmetrem monitorovat intenzitu jejich osvitu a prostřednictvím změny světlosti irisové clony nastavit její požadovanou velikost. Při vyšetřování spektrální závislosti velikosti fotoelektrického napětí fotovoltaického článku nebo spektrální závislosti velikosti fotoelektrického proudu fotoelektrické diody prochází rovnoběžný svazek světla vystupující z osvětlovacího zařízení nejprve přes interferenční filtr, čímž je ze spojitého spektra vyzařování halogenové žárovky získáno světlo ve spektrálně úzkém pásu v okolí vlnové délky odpovídající maximální propustnosti interferenčního filtru. Spektrální závislost citlivosti křemíkového detektoru je uložena v paměti wattmetru a po zadání vlnové délky světla dopadajícího na detektor wattmetr udává skutečnou intenzitu jeho osvitu, takže pomocí změny světlosti irisové clony je možné pro všechny interferenční filtry nastavit intenzitu osvitu fotovoltaického článku nebo fotoelektrické diody tak, aby byla nezávislá na vlnové délce dopadajícího světla. Blokové schéma experimentálního uspořádání pro měření jednotlivých charakteristik fotovoltaického článku a fotoelektrické diody je uvedeno u každého pracovního úkolu..4. Pracovní úkol. Změřte závislost velikosti fotoelektrického napětí nezatíženého křemíkového fotovoltaického článku na intenzitě osvětlení. Pomocí irisové clony vždy nastavte intenzitu osvitu, její velikost změřte wattmetrem a pak odečtěte na multimetru velikost fotoelektrického napětí na fotovoltaickém článku. irisová clona V osvětlovací zdroj čočka. Změřte závislost velikosti fotoelektrického napětí nezatíženého křemíkového fotovoltaického článku na vlnové délce dopadajícího světla při konstantní intenzitě osvětlení v celém vyšetřovaném spektrálním oboru. Vlnovou délku světla měňte pomocí interferenčních filtrů. Začněte od nejkratší vlnové délky. Pro každý interferenční filtr měřte

14 Úloha 3 intenzitu osvitu fotovoltaického článku wattmetrem, dokud se vám ji nepodaří pomocí irisové clony nastavit na zvolenou konstantní hodnotu a pak odečtěte na multimetru velikost fotoelektrického napětí na fotovoltaickém článku. irisová clona V osvětlovací zdroj filtr čočka 3. Pro zvolenou intenzitu osvitu změřte voltampérovou charakteristiku křemíkového fotovoltaického článku, která udává závislost velikosti fotoelektrického proudu na velikosti fotoelektrického napětí. Měňte velikost odporu na odporové dekádě a pro každou hodnotu odporu na elektronické zátěži odečtěte na multimetru velikost fotoelektrického napětí na fotovoltaickém článku a velikost fotoelektrického proudu tekoucího obvodem. irisová clona A V odporová dekáda osvětlovací zdroj čočka 4. Pro zvolenou intenzitu osvětlení změřte voltampérovou charakteristiku křemíkové fotoelektrické diody, která udává závislost velikosti proudu diodou na přiloženém závěrném napětí. Na stabilizovaném zdroji stejnosměrného napětí postupně zvyšujte výstupní napětí a pro každou nastavenou hodnotu odečtěte na multimetru velikost napětí na fotoelektrické diodě a velikost proudu tekoucího obvodem. 3

15 Úloha 3 irisová clona A V odporová dekáda osvětlovací zdroj čočka Změřte velikost fotoelektrického proudu pro křemíkovou fotoelektrickou diodu v závislosti na intenzitě osvětlení při konstantním přiloženém závěrném napětí. Na fotoelektrické diodě nastavte zvolené závěrné napětí. Pomocí irisové clony vždy nastavte intenzitu osvitu, její velikost změřte wattmetrem a pak odečtěte na multimetru velikost proudu tekoucího obvodem. Experimentální uspořádání je stejné jako v předchozím pracovním úkolu. 6. Pro konstantní přiložené závěrné napětí změřte závislost velikosti fotoelektrického proudu křemíkovou fotoelektrickou diodou na vlnové délce dopadajícího světla při konstantní intenzitě osvětlení v celém vyšetřovaném spektrálním oboru. Na fotoelektrické diodě nastavte zvolené závěrné napětí. Vlnovou délku světla měňte pomocí interferenčních filtrů. Začněte od nejkratší vlnové délky. Pro každý interferenční filtr měřte intenzitu osvitu fotoelektrické diody wattmetrem, dokud se vám ji nepodaří pomocí irisové clony nastavit na zvolenou konstantní hodnotu a pak odečtěte na multimetru velikost proudu tekoucího obvodem. irisová clona A V odporová dekáda osvětlovací zdroj filtr čočka + - 4