本コンテンツは直感的理解を重要視するために厳密性を大きく犠牲にしていることに注意して下さい。本コンテンツは本来、講義の補助用として製作されたものです。誇張した部分は講義で補則します。本コンテンツに関するご意見、質問を歓迎します。 question1@um.pys.konan-u.ac.jp 金属(p.57～) 抵抗率 増加 増加 電気伝度率 減少 減少 温度上昇 不純物増加 マティーセンの法則 ρ= ρL + ρi ρL ：格子振動に由来温度変化あり ρi ：不純物等に由来温度変化なし. 0.概要 ・電子の移動度 とは、電子が物質の中でどれだけ移動しやすいか を表す指標。移動度が高いほど、電子が移動しやすい。 式は以下の通り。 v=-μ・E ※v：電子の速度 μ：電子の移動度 E：電界・比抵抗とは、物質の電気抵抗を示す値(語弊あり)。 高いほど電気抵抗が大きい。 金属および半導体の電気伝導度の温度依存性 と光電効果をみせるための実験装置 吉 井 田 口 善 磯 雄 夫 1 緒 言 自然科学の進歩は専門分化の傾向を強める 一 方，物性 論や分子生物学などいわゆる境界領域に新しい 重要な問 題を生むようになった。

0.概要 ・電子の移動度 とは、電子が物質の中でどれだけ移動しやすいか を表す指標。移動度が高いほど、電子が移動しやすい。 式は以下の通り。 v=-μ・E ※v：電子の速度 μ：電子の移動度 E：電界・比抵抗とは、物質の電気抵抗を示す値(語弊あり)。 高いほど電気抵抗が大きい。 実験目的 •本実験は、金属と半導体の電気伝導度の温度依存性を測定 することにより、講義等で習得した知識を関連させて、試料そ れぞれの電気伝導について考察してほしい。 導体の抵抗は温度が上昇するとともに増加しますが、半導体、たとえばゲルマニウムやシリコンの場合は温度が上昇するとその抵抗は減少します。この現象の説明をどなたかお願いします。 ちなみに高校の専門科目の電気回路の問題です。 バンド理論における半金属（英語: semimetal ）とは、伝導帯の下部と価電子帯の上部がフェルミ準位をまたいでわずかに重なり合ったバンド構造を有する物質のことである。 このエネルギーバンドの重なりは、結晶構造の歪みや結晶の層の間にはたらく相互作用などによって形成される。 第11章 半導体 古典への回帰 11.1 導入 実験事実 純粋なシリコンSi は、フェルミ準位にギャップが開いているため、絶縁体に分類され る。図2.10 より、絶縁体Si の電気抵抗が温度によって急激に低下することがわかる。 これは、金属の電気抵抗が温度に比例して増加するのとは、全く対照的である。 慶應義塾大学日吉物理学教室 2008 年9 月1 日 したがって、温度t [˚C] のときの金属の電気抵抗Rt は、室温付近で、温度範囲のあま り広くないときには、つぎのように近似できる。 Rt = R0(1+ αt) (10) 半導体では、α は物質によって異なると同時に、温度によっても異なる。 。温度t

電気抵抗と温度の関係電気抵抗は、温度によって違います。ニクロム線やタングステン線のような金属は温度が高くなるほど電気抵抗が大きくなります。電球のフィラメントに使われているタングステン線はついているときには3000℃ちかくなるので抵抗は、つい

1: 金属の電気抵抗率の温度依存性 2 Matthiessenの規則 金属の電気抵抗率が，温度に依存しない定数(残留抵抗) と，温度に依存する関数の和によって表される という規則。式で表すと r(T) = rR +rL(T) である。 1 金属の電気抵抗率の温度依存性 T r / r 3 残留抵抗 Fig. 半導体は、一定の電気的性質を備えた物質です。物質には電気を通す「導体」と、電気を通さない「絶縁体」とがあり、半導体はその中間の性質を備えた物質です。ここでは、抵抗率などで示される半導体の電気的性質や、組成と主な用途について説明します。 絶縁体は抵抗が高く、電気が通りにくいゴム、ガラス、セラミックスなどがあります。これらの中間的な性質を備える半導体は、温度によって抵抗率が変化します。低温時ではほとんど電気を通しませんが、温度が上昇するにつれて、電気が通りやすくなります。 また不純物をほとんど含まな�