République Tunisienne

Ministêra de l'Enseignement Supérieur, de la Recherche
Scientifique et de la Technologie

Université Tunis El Manar
Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tunis

 

matière : semiconducteurs, supraconducteurs

1^ère Année GI

Professeur : A. BOUAllI                          Durée : lh 30                  Documents autorisés

                        Date : juin 2004

 

 

RATRA PAGE

Supraconducteurs

Le parallélépipède supraconducteur de la figure ci- contre est plongé dans un champ magnétique H << Hc et maintenu à une température voisine de zéro kelvin.

1/ Donner l'expression de B(x) à l'intérieur et à l'extérieur du parallélépipède.

2/ Dessiner sur une vue de coupe du parallélépipède la courbe du champ d'induction B(x) dans et hors du supraconducteur.

3/ Quelle est la largeur ab de ce parallélépipède qui ne permet pas au champ B à l'intérieur du supraconducteur de descendre en dessous d'une valeur inférieure à la moitié du champ B₀ = µ₀H₀, où H₀ est le champ magnétique appliqué.

	H

Vue de coupe

Semi-conducteurs

Soit un parallélépipède de silicium de type p avec un dopage au bore de\ .5x10¹⁶

Calculer sa résistivité p.

On diffuse du phosphore par une face jusqu'à une certaine profondeur. Le type de conductivité change dans cette région : on mesure la résistivité sur cette face et on trouve ρ_n = 0.03 Ω-cm. Calculer la concentration d'électrons n dans la bande de conduction qui donne cette résistivité. ,

3-        Calculer la concentration de phosphore dans cette région.:•

4-        Quelle est la concentration N_D active parmi les atomes de phosphore ?

5-     Calculer la hauteur de barrière de cette jonction à 300 K.

6-        On suppose chie dans la partie p le niveau de Fermi est situé à 0.20 eV au-dessus de la bande

de valence. En utilisant la réponse à la question 5-, calculer l'énergie qui sépare le niveau de

Fermi du bas de la bande conduction dans la partie n. (Pour vous aider dessiner le

diagramme de bandes de cette jonction p-r)

7- Calculer les énergies d'extraction Z_MP (_.khi) et Z_MN des deux métaux qu'il faudra utiliser pour prendre des contacts ohmiques respectivement sur le côté p et le côté n.

On donne pour le silicium à 300 k :

E_g = 1.12 eV : µ_n=1000 cm²/V.s; µ_p=500 cm²/V.s ; n_i² = 2 10²⁰ cm^-6; k'q = 8.625 10^-5 V/k.

ε_rsi = 11.7; ε₀ = 8.85 10^.14 F/cm, xsi = 4.01 eV.