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Lernen07
Anmeldungsdatum: 07.01.2007
Beiträge: 13
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 Lernen07 Verfasst am: 07. Jan 2007 16:12 Titel: Leitungselektronen |
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Hallo Forum,
hier meine Aufgabe:
Die Dichte der Leitungselektronen im reinen Silizium beträgt etwa 10^16 m^-3.
Angenommen wir wollen durch n-Dotierungen diese Zahl der Leitungselektronen um den Faktor eine Million erhöhen. Welchen Anteil von Dotierungsatomen müssen wir in das Siliziumgitter einbauen( d.h. pro wieviel Siliziumatome gibt es ein Dotierungsatom)? Dabei kann man annehmen: Jedes Dotoierungsatom erzeugt bei Zimmertemperatur ein Leitungselektron.
Wie muss ich vorgehen bei dieser Aufgabe?
Danke und Grüße |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 07. Jan 2007 22:30 Titel: |
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Welche Ideen hast du da schon selbst gehabt?
Tipps:
Hast du schon herausgefunden, welche Dichte an Leitungselektronen erreicht werden soll?
Wie groß muss also die Dichte der Dotierungsatome sein?
Zum Vergleich: Wie groß ist die Dichte der Siliziumatome? |
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Lernen07
Anmeldungsdatum: 07.01.2007
Beiträge: 13
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| Lernen07 Verfasst am: 07. Jan 2007 23:01 Titel: |
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Ok,
die Dichte der Dotierungsatome soll n = 10^22 m^-3 betragen. Korrekt?
Dann brauche ich noch die Dichte (Mohshärte) = 2330 kg/m3 (6,5) und die Mol masse = 12,06 · 10-6 m3/ mol.
Bei der mol Masse bin ich mir nicht Sicher, da es soviele gibt. Mit mol Masse ist doch Mol Volumen gemeint oder?
Ich habe gelesen, dass der Anteil der Dotierungsatome n / n0 sein muss.
Was ist n0?
Ich kann es nicht genau anwenden.
Komme garnicht weiter :-(
Grüße |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 07. Jan 2007 23:35 Titel: |
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| Lernen07 hat Folgendes geschrieben: |
die Dichte der Dotierungsatome soll n = 10^22 m^-3 betragen. Korrekt?
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Einverstanden 
Nun möchtest du als nächstes die Dichte n_Si der Siliziumatome herausfinden.
| Zitat: |
Dann brauche ich noch die Dichte (Mohshärte) = 2330 kg/m3 (6,5)
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Da hast du Wikipedia falsch verstanden. Die Mohshärte brauchst du hier nicht.
Die Dichte von Silizium ist
Du weißt nun also, wieviel kg Silizium in einem Quadratmeter sind. Nun möchtest du wissen, wie viele Siliziumatome das sind.
Wie kannst du herausfinden, wieviel ein Siliziumatom wiegt? |
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Lernen07
Anmeldungsdatum: 07.01.2007
Beiträge: 13
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| Lernen07 Verfasst am: 08. Jan 2007 09:59 Titel: |
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Also ich habe nun doch meine Mol Masse ist doch 12.06 * 10^-6 pro Kubikmeter und Mol besteht aus 6.022 * 10^23 Teilchen.
Diese dividiere ich und erhalte meinen Anteil der Dotierungsatome also = 2.00*10^-29 oder? Dies ist mein n_0 sein?
So nun mein n_0 / n
(10^22 m^-3) / ( 2*10^-29) = 2 * 10 ^ -50
Wie bringe ich die Dichte mit ein.
Bin ich auf dem Holzweg?
Hilf mir Bitte.
Grüße |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 08. Jan 2007 12:22 Titel: |
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| Lernen07 hat Folgendes geschrieben: | und die Mol masse = 12,06 · 10-6 m3/ mol.
Bei der mol Masse bin ich mir nicht Sicher, da es soviele gibt. Mit mol Masse ist doch Mol Volumen gemeint oder?
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Die Molmasse von Silizium gibt es nur einmal. Das ist das Gewicht von einem Mol Silizium.
12,06 · 10-6 m3/ mol ist nicht die Molmasse, sondern das Molvolumen. Das Molvolumen ist das Volumen von einem Mol Silizium. Das siehst du leicht an der Einheit (Kuibikmeter ist ein Volumen, keine Masse.)
Ich vermute, du hast deine Tabellenwerte für Silizium auf der Wikipedia-Seite
http://de.wikipedia.org/wiki/Silicium
nachgeschlagen. Nun findest du dort auf dieser Seite kein Tabellenfeld, in dem direkt einfach "Molmasse" steht. Findest du statt dessen eine andere Information, mit der du genauso gut (oder sogar noch leichter ) ausrechnen kannst, wie viel ein Siliziumatom wiegt?
Weißt du zum Beispiel, was man unter der relativen Atommasse versteht, und welche Einheit diese relative Atommasse hat? Wie kannst du folglich die absolute Atommasse herausfinden, wenn du die relative Atommasse kennst? |
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Lernen07
Anmeldungsdatum: 07.01.2007
Beiträge: 13
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| Lernen07 Verfasst am: 08. Jan 2007 13:12 Titel: |
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ja meine Werte habe ich aus Wikipedia.
Sorry ich komme nicht weiter bzw. kann ich dir nicht folgen 
grüße
L. |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 08. Jan 2007 13:31 Titel: |
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Zusatztipp: Schlag mal in Wikipedia unter Atommasse nach |
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Lernen07
Anmeldungsdatum: 07.01.2007
Beiträge: 13
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| Lernen07 Verfasst am: 08. Jan 2007 14:50 Titel: |
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Atommasse: "Aus den relativen Atommassen, den daraus berechenbaren Molekülmassen und anhand der daraus abgeleiteten Molmassen lassen sich die Massen- und Volumenverhältnisse der an einer chemischen Reaktion beteiligten Stoffe berechnen"
Die Einheit ist kg: Relative Atommasse hat keine Einheit und meine mol masse ist 6,022 *10^23
Grüße |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 08. Jan 2007 17:29 Titel: |
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Tschuldige, ich meinte:
Schlage unter Atommasse nach und versuche mit dem, was du da lernen und verstehen kannst, herauszufinden, wieviel ein Siliziumatom wiegt |
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Lernen07
Anmeldungsdatum: 07.01.2007
Beiträge: 13
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| Lernen07 Verfasst am: 08. Jan 2007 18:15 Titel: |
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Also ein Mol Si entspricht 12.06 * 10^-6 m^3.
Ein m^3 entspricht 1 / (12.06*10^-6)=8.29 * 10^4 Mol Si
Das sind 8.29* 10^4 * 6.022* 10^23 Teilchen pro m^3.
Also ist
n_0=4.99 * 10^28 m^-3
n_0 / n = (4,99 * 10 ^28m^-3) / (10^22 m^-3)
n_0 / n = 4,99 te Atom muss durch einen Dotierungsatom ersetzt werden oder?
Grüße |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 08. Jan 2007 18:29 Titel: |
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| Lernen07 hat Folgendes geschrieben: |
n_0=4.99 * 10^28 m^-3
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Einverstanden, da hast du nun einen Weg gefunden, aus dem Molvolumen direkt die Teilchendichte von Silizium auszurechnen
| Zitat: |
n_0 / n = (4,99 * 10 ^28m^-3) / (10^22 m^-3)
n_0 / n = 4,99 te Atom muss durch einen Dotierungsatom ersetzt werden oder?
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Achtung, da hast du unterwegs noch ein paar Zehnerpotenzen verloren. |
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Lernen07
Anmeldungsdatum: 07.01.2007
Beiträge: 13
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| Lernen07 Verfasst am: 08. Jan 2007 18:37 Titel: |
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[quote="dermarkus"]
| Zitat: |
Achtung, da hast du unterwegs noch ein paar Zehnerpotenzen verloren. |
Entschuldige :-).
Also n_0 / n = (4,99 * 10 ^28m^-3) / (10^22 m^-3)
n_0 / n = 4,99 *10 ^ 6
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Ok, das ist mein Ergebnis aber die Dichte zuvor hatte mich verunsichert.
Ich bedanke mich und wünsche dir noch einen schönen Abend :-)
Grüße
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