Parcial de Física 3 (82.03) http://laboratorios.fi.uba.ar/lao/ 24 de

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Parcial de Física 3 (82.03)
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24 de Octubre de 2016
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Nombre y Apellido:................................................................. Padrón:................. Número de Exámen: ….
* ​Todos​ los problemas del parcial deben estar correctamente planteados.
* Se considerará: ​la claridad y síntesis conceptual​ de las respuestas y ​justificaciones​, los detalles de los
gráficos/circuitos, ​sistema de referencia​, la exactitud de los resultados numéricos.
* Cada problema debe estar resuelto en ​hojas independientes​.
Problema 1
Problema 2
Problema 3
Calificación Final
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​
PROBLEMA 1.
En el marco del trabajo práctico N° 2:
Se tiene una partícula con masa idéntica a la del electrón y energía media de 0.126 eV. En la figura y la tabla
que se muestra al pie del problema se encuentran los resultados de las simulaciones.
a) ¿Hubo efecto túnel? Justificar.
b) Explicar la forma de la densidad de probabilidad en 100 fs. La energía potencial de la barrera, ¿es
mayor o menor que la energía media de la partícula?
c) Describir la evolución de la energía potencial de la partícula. ¿En cuál de los tiempos simulados la
energía potencial es mayor?
d) Si la onda fuera monocromática, detallar la función de onda que describe el problema y graficar la
nueva densidad de probabilidad en función de la posición.
t (fs)
xmáx (nm)
AMAM (nm)
0
10
4
100
34
8
275
64
24
PROBLEMA 2.
En el marco del trabajo práctico N° 1:
a) Detallar y explicar la configuración experimental utilizada.
b) ¿Cuáles son las consideraciones básicas que se deben tener en cuenta en la elección del material a ser
bombardeado por electrones para poder observar anillos de interferencia?
c) Encontrar la expresión del diámetro de los anillos en función de la tensión aplicada. Justificar.
d) Si en lugar de usar el efecto termoiónico para generar los electrones se quisiera implementar un
esquema con efecto fotoeléctrico utilizando un cátodo de cesio (2.1 eV), ¿cuál debería ser la longitud
de onda de los fotones para repetir el experimento con tensiones entre 1.5 kV y 4.5 kV?
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​
PROBLEMA 3.
a) La resistividad de un semiconductor intrínseco baja 3% por cada grado centígrado de incremento de
temperatura alrededor de la ambiente. Estimar el ancho de banda prohibido.
b) Determinar
​ la resistencia
​ ​
a 100 ​°C​ de un cubo de silicio de lado ​a. Datos: ​Egap=1.1 eV; 𝜇​n(​T)=0.135
​
2​
​
-3/2​
​ ​ m​​ /Vs ·(​T​ //298K)​
​
; 𝜇​p​ (​T)=0.05 m​2​/Vs ·(​T/298K)​-3/2​; ​mn*/​m0​=1.1; ​mp*/​m0​=0.59; ​a= 500 𝜇m. Suponer
​
despreciable la variación de ​Egap con la temperatura.
c) Si al material del punto anterior se le introducen 10​22 átomos de impurezas (grupo V de la tabla
periódica) por metro cúbico,
​
calcular la nueva resistencia. En este caso 𝜇​n(​T)= 0.0675
​
2​
-3/2​
m​ /Vs·(​T//298K)​ ; 𝜇​p(​T)=0.025 m​2​/Vs ·(​T//298K)​-3/2​.
d) Graficar de forma cualitativa la dependencia con la temperatura de un semiconductor fuertemente
dopado (tipo P) de los siguientes parámetros en equilibrio térmico: concentración de huecos,
movilidad de huecos y conductividad eléctrica.
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