Η εκπόνηση της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας, πραγματεύεται τη μελέτη των ιδιοτήτων του στερεού σώματος και ιδιαίτερα των ημιαγωγών υλικών, η χρήση των οποίων οδήγησε στη ραγδαία ανάπτυξη της Ηλεκτρονικής τεχνολογίας. Δίνονται πληροφορίες σχετικά με τις φυσικές αρχές των διατάξεων ημιαγωγών. Εξετάζεται παράλληλα η δομή των ενεργειακών ζωνών των μετάλλων, των μονωτών και ημιαγωγών και η σχέση της με την αγωγιμότητα. Επιπρόσθετα, παρουσιάζεται η φυσική υπόσταση και οι ιδιότητες της αγωγιμότητας διαφόρων τύπων ημιαγωγών, καθώς και της τυπικής μορφής της διόδου επαφής pn, δίνοντας μια πρώτη εικόνα για τις δυνατότητες χρήσης τους στα ηλεκτρονικά κυκλώματα.
Στη συνέχεια δίνονται πληροφορίες για τις φυσικοχημικές μεθόδους χαρακτηρισμού των ημιαγωγών, αναπτύσσοντας μεθόδους που βασίζονται στην εκπομπή δέσμης ηλεκτρονίων, δέσμης ιόντων και εκπομπή ακτινοβολίας Χ. Αναφορικά με τις τεχνικές εκπομπής δέσμης ηλεκτρονίων περιλαμβάνεται η ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM), η φασματοσκοπία Auger (AES), ο μικροαισθητήρας ηλεκτρονίων (EMP), η περίθλαση ηλεκτρονίων χαμηλής ενέργειας (LEED) και η περίθλαση ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας (RHEED). Αξίζει να αναφερθεί ότι στις τεχνικές χαρακτηρισμού με εκπομπή ιόντων περιλαμβάνεται η φασματοσκοπία SIMS και η φασματοσκοπία οπισθοσκέδασης κατά Rutherford (RBS). Τέλος, στις τεχνικές με εκπομπή ακτινοβολίας Χ περιγράφεται η φθορισομετρία ακτίνων Χ. (XRF).
Στο τελευταίο μέρος της εργασίας αναπτύσσεται ένα σενάριο μαθήματος που απευθύνεται σε μαθητές Λυκείου κι έχει ως στόχο την απόκτηση γνώσεων που να αφορούν τους ημιαγωγούς, τη δίοδο επαφής pn, τη δημιουργία μιας διαθεματικής προσέγγισης της σπουδαιότητα των ημιαγωγών στη σύγχρονη βιομηχανία των ηλεκτρονικών εφαρμογών.
The elaboration of this M.A. Thesis, focuses on the study of the properties of the solid body, and in particular of semiconductor materials, the use of which has led to the rapid development of electronic technology. Information is given on the physical principles of semiconductor devices. The structure of the energy zones of metals, insulators and semiconductors and its relationship to conductivity are also examined. The physical substance and properties of the conductivity of various semiconductor types, as well as the typical form of the contact diode pn, are presented, giving an initial picture of their potential use in electronic circuits.
Information on physico-chemical methods of semiconductor characterization is given in the next part. Methods based on the emission of electron beam, ion beam and X-ray radiation are described. Electron beam emission techniques include scanning electron microscopy electronics (SEM), Auger spectroscopy (AES), electron microsensor (EMP), low-energy electron surround (LEED) and high-energy electron surround (RHEED). Ion-emission characterization techniques include SIMS spectroscopy and Rutherford Backscatter Spectroscopy (RBS). Finally, X-ray emission techniques describe fluorescence of X-ray rays. (XRF).
In the last part of the thesis, a course scenario is developed aiming at high school pupils, in order to acquire knowledge about semiconductors, the function of diode pn, creating an interdisciplinary approach to the importance of semiconductors in the modern electronics industry.
Ημιαγώγιμα Υλικά. Χαρακτηρισμός τους με φυσικοχημικές μεθόδους.