IPhO 2016 - Experiment - Electrical conductivity in two dimensions

A1-1
Experiment
German (Germany)
Aufgabe 1: Elektrische Leitfähigkeit in zwei Dimensionen (10
Punkte)
Schreibe in diese Tabelle die Ziffern 0 bis 9
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Teil A. Vier-Punkt-Messungen (4PP) (1,2 Punkte)
A.1 (0.6 pt)
𝑠=
𝐼
𝑈
Zeichne Deine Daten in Graph A.1.
𝐼
𝑈
9
Experiment
German (Germany)
Graph A.1: 𝐼 über 𝑈
A.2 (0.2 pt)
𝑅=
A.3 (0.4 pt)
Δ𝑅 =
Teil B. Flächenwiderstand (0,3 Punkte)
B.1 (0.3 pt)
𝜌□ ≡ 𝜌∞ =
A1-2
Experiment
German (Germany)
A1-3
Teil C. Messungen für unterschiedliche Probenabmessungen (3,2 Punkte)
C.1 (3 pt)
𝑠=
𝜌∞ =
Die leeren Spalten können für Zwischenergebnisse benutzt werden.
𝑤/𝑠
C.2 (0.2 pt)
Verwende Tabelle C.1 für Deine Ergebnisse.
𝑓(𝑤/𝑠)
Experiment
German (Germany)
A1-4
Teil D. Geometrischer Korrekturfaktor (1,9 Punkte)
D.1 (1.0 pt)
Zeichne Deine Daten auf geeignetem Papier (linear Graph D.1a, semi-logarithmisch Graph D.1b,
oder doppelt logarithmisch Graph D.1c) auf eine der folgenden Seiten.
D.2 (0.9 pt)
𝑎=
𝑏=
Experiment
German (Germany)
Graph D.1a: lineare Skalierung:
A1-5
Experiment
German (Germany)
Graph D.1b: halb-logarithmische Skalierung:
1000
9
8
7
6
5
4
3
2
100
9
8
7
6
5
4
3
2
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
A1-6
A1-7
Experiment
German (Germany)
Graph D.1c: doppelt-logarithmische Skalierung:
1000
8
7
6
5
4
3
2
100
8
7
6
5
4
3
2
10
8
7
6
5
4
3
2
1
1
2
3
4
5 6 7 89
10
2
3
4
5 6 7 89
100
Experiment
German (Germany)
A1-8
Teil E. Der Siliziumwafer und die van der Pauw-Methode (3,4 Punkte)
Trage die Nummer Deines Wafers hier ein:
E.1 (0.4 pt)
𝐼
E.2 (0.4 pt)
Graph E.2: 𝐼 über 𝑈
𝑅4PP =
𝑈
𝐼
𝑈
Experiment
German (Germany)
E.3 (0.2 pt)
𝑤=
→ 𝑤/𝑠 =
A1-9
𝑓(𝑤/𝑠) =
E.4 (0.1 pt)
𝜌□
E.5 (0.6 pt)
Skizze (Orientierung des Stromes):
𝐼
𝑈
Experiment
German (Germany)
A1-10
E.6 (0.6 pt)
Skizze (Orientierung des Stromes):
𝐼
𝑈
Experiment
German (Germany)
E.7 (0.5 pt)
Graph E.7: 𝐼 über 𝑈
⟨𝑅⟩ =
A1-11
Experiment
German (Germany)
A1-12
E.8 (0.4 pt)
Rechnung:
𝜌□ =
E.9 (0.1 pt)
∆𝜌□
𝜌□ =
E.10 (0.1 pt)
speziﬁscher Widerstand der Chromschicht 𝜌 =
=
%

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