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実験の目的
内部光電効果による光電気伝導を利用した光検出器が光導電セルであり、カメラの露出計のなどによく使用される。半導体のバンドギャップ、光と半導体内の電子の相互作用、光の粒子性と波動性、波長とエネルギーの関係などをこの実験で把握する。
実験
- 図3−4−1のように光学系、測定回路をくむ。光源とセルの距離は約100mmとする。
- 暗状態（光を当てない状態）で光電導セルの電流−電圧特性をを−1から＋1Ｖまで0.1Ｖおきに印加し測定する。
- 光源のスライダックを30Ｖに設定し光電導セルに光を照射する。電流−電圧特性を暗状態と同じ電圧で測定する。
- 暗状態と光照射下で電圧と電流の関係をプロットしその傾きから抵抗値を求める。
- 印加電圧を1Ｖに固定しＮＤフィルターで光量を調節し4通りの光量で測定を行う。
- 光の強度と抵抗値との関係をプロットする。
- 印加電圧を1Ｖに固定し色ガラスフィルターを光導電セルの前に挿入し5種類の色ガラスフィルター(Y44, Y52, O56, R60, R70)に対する光電流を求める。
 図3−4−1 |
レポートに書くべきこと
- 光電導セルの電流−電圧特性のグラフ。
- 光の強度と光電導セルのコンダクタンスの関係のグラフ。
コンダクタンスは1/Ωでジーメンス（s）またはモー（mho）という単位で表す。 - 色ガラスフィルター透過波長、透過するフォトンエネルギーの関係（1-7-1参照）をグラフにし目で見た色をグラフに書き込む。ただしフォトンエネルギーの単位はeVで求める。
- フォトンエネルギーと光電導セルのコンダクタンスの関係のグラフ。このグラフから求めたおおよそのバンドギャップ。
関連リンク : 1-13 - コンダクタンスはなぜ光の強度にほぼ比例するが光のエネルギーに比例しないのか？ 関連リンク : 1-13 , 1-14
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