Основні поняття і визначення.
Провідниковими називають матеріали, основним електричним властивістю яких є сильно виражена електропровідність. До основних електричним характеристикам провідникових матеріалів відносять: питомий опір # 961 ;, температурний коефіцієнт питомого опору # 945; # 961 ;. питому термоелектродвіжущей силу # 945; Т.
В процесі спрямованого руху електрони відчувають розсіювання на статичних (атом, вакансії, міжвузольні атоми і т.д.) і динамічних (теплові коливання іонів у вузлах кристалічної решітки) дефектах структури. Інтенсивність розсіювання визначає середню довжину вільного пробігу електрона і значення питомого опору провідника, яке може бути виражене в такий спосіб:
. де m - маса електрона, e - заряд електрона, - середня швидкість теплового руху, n0 - концентрація вільних електронів, - середня довжина вільного пробігу.
Концентрація електронів і середня швидкість їх теплового руху в металах слабо залежить від температури (електронний газ - вироджений), але з підвищенням температури збільшується амплітуда коливань іонів у вузлах кристалічної решітки, що приводить до більш інтенсивного розсіювання електронів в процесі їх спрямованого руху. Відповідно зменшується середня довжина вільного пробігу і зростає питомий опір.
Відносне зміна питомої опору при зміні температури на один Кельвін називають температурним коефіцієнтом питомої опору:
В області лінійної залежності справедливо вираз:
. де і - питомий опір і температурний коефіцієнт питомого опору, віднесені до температури.
Повний питомий опір сплаву:
. де - опір, обумовлене розсіюванням електронів на теплових коливаннях вузлів решітки; - додатковий (залишкове) опір, пов'язане з розсіюванням електронів на неоднорідностях структури сплаву. Для багатьох двокомпонентних сплавів зміна залишкового опору від складу добре описується параболічною залежністю виду:
. де. - атомні частки компонентів у сплаві.
Питомий опір тонких металевих плівок істотно перевершує питомий опір масивного металу. Для порівняльної оцінки поводять властивостей плівок користуються таким параметром як опір квадрата поверхні. де - питомий опір шару завтовшки d.
Вимірювання опору досліджуваних провідників і термоЕРС термопар проводиться за допомогою ампервольтметра, постійно підключеного до випробувального стенду. Всі досліджувані зразки розташовані в корпусі стенду, причому резистори R1, R2, R3 і один із спаїв термопар поміщені в термостат.
Розрахунок опору квадрата поверхні металевих плівок.
Для розрахунку використовуємо формулу
де R - опір зразка, b - ширина резистивного шару,
l - довжина плівки (відстань між контактними майданчиками)
Результати обчислень зведені в таблицю: