電子理論(物性的)問題。2問。
電子理論の問題問1 磁界中の電子の運動図(補足参照)のように、真空中z軸方向に磁束密度B(T)の平等磁界がある。この磁界中に、質量m(g)、電荷e(c)の電子が原点Oからx軸方向に、初速度v0で進入した。電子はフレミングの左手の法則により、常に進行方向と垂直にローレンツ力F=ev0Bを受け、x-y平面状で等速円運動を行う。その半径は、r=v0m/eBとなる。(算出については補足の手書き参照)問2 半導体図(補足参照)のような、長さl(m)、断面積S(m^2)の真性半導体に、電圧Vを印加した。この真性半導体の自由電子の密度をn-(m^-3)、移動度をμ-(m^2/s・V)、正孔の密度をn+、移動度をμ+、電子の電荷をe(C)とするとき、(1)半導体中の電界は…、図の半導体(円柱状)では、正極から負極方向への電界のみで、平行平板での電界と同様に考えられるので、E=V/l(V/m)となる。(2)電界Eによる電流密度Jは…、電流は単位時間に通過する電荷量で表され、電流密度はその単位面積あたりの値。よって、電流密度は、電荷×電界×移動度×電荷密度で求められる。(このあたりの意味合いは補足参照)よって、電流密度Jは、J=eE(μ-・n-+μ+・n-)で求められる。この半導体に3価の原子であるガリウムを注入すると、p形半導体となるので、電流密度Jは、J=eE・μ+・n+となる。(p形半導体n+≫n-より、電子による電流分は無視できる)以上、です。補足はこちら。