出産前後の痔にはご注意!

空間電荷制限領域とは何でしょうか?
恐らく2極管関係の単語だと思うのですが・・・
どなたか教えてください!

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A 回答 (2件)

二極管は、熱電子放出によりカソード(陰極)からプレート(陽極)に到達します。

このとき、放出される熱電子の密度が小さい場合(プレート電圧Vpに比べてカソードの温度が低い場合)、陰極から陽極の電界分布は直線的となり、途中の空間に熱電子が溜まることなく全て陽極に達します。このときの電流密度は、カソードの温度で定まるため、温度制限電流と呼ばれます。
J=AT^2e^(-eφ/kT)

J:電流密度
A:定数 4πmek^2/h^3
T:絶対温度
φ:仕事関数

次に、放出される電子の密度が大きい場合(プレート電圧Vpに比べて、カソードの温度が高い場合)、電子は全部、陽極に到達できずに空間に溜まってしまう(空間電荷)。(詳しくは、参考URL)このときの電流は、温度によらず空間電荷の電界(プレート電圧Vp)によって定まるので空間電荷制限電流と呼ばれています。
Ip=GVp^(3/2)

G:パービアンス(電極によって定まる定数)

尚、似たようなもので、半導体ではPN接合付近に出来る空乏層(空間電荷領域)があります。

参考URL:http://www.k3.dion.ne.jp/~tapooh/kyoto-u/papers/ …
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「空間電荷制限電流」で検索すると、参考になるページが見付かるかと思います。


例えば、
http://csx.jp/~imakov/denjikai/node9.html
http://psi.mls.eng.osaka-u.ac.jp/~isj/word_colle …
とか。

参考URL:http://csx.jp/~imakov/denjikai/node9.html
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Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No1 の回答の式より
 E = hc/λ[J]
   = hc/eλ[eV]
となります。
波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
あとは、
 h = 6.626*10^-34[J・s]
 e = 1.602*10^-19[C]
 c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
>合っているのでしょうか?
λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
でちょっとずれてます。
式はあっているはずです。

Qショットキー効果とプールフレンケル効果の違い

金属と誘電体を、|金属|誘電体| のように接合させるとします。
界面はハッキリしていると仮定します。

このとき次のように金属・誘電体と蛍光体に強電界を印加して電流を流したとき

|金属|誘電体|---(超高真空)---|蛍光体|

誘電体中を電子が通る伝導機構について解釈に困っています。

ショットキー効果というのは誘電体に放出される電子のイメージポテンシャルと
電界をかけてポテンシャルを低下させたときに電子放射が容易になることを言いますよね。
プールフレンケル効果というのは誘電体内に格子欠陥があったとき、
その正イオンに束縛されている電子が熱励起されて伝導体を流れると参考書に書いています。

これらの効果はプールフレンケル効果のほうが誘電率が見かけ上小さく見えることと
(ショットキーは鏡像の力を受けるのに対して、プールフレンケルは正イオンまでの距離のため)
ショットキー効果は金属と誘電体の材料に支配的であるのに対してプールフレンケル効果は誘電体バルク中の格子欠陥に支配的であることと解釈してもいいんでしょうか・・・・。

恥ずかしいですがこの二つの効果の違いについて、私の解釈に間違いがあったらご指摘くださると助かります。
また、これ以外に何でも良いので教えてください。
よろしくお願いします。

金属と誘電体を、|金属|誘電体| のように接合させるとします。
界面はハッキリしていると仮定します。

このとき次のように金属・誘電体と蛍光体に強電界を印加して電流を流したとき

|金属|誘電体|---(超高真空)---|蛍光体|

誘電体中を電子が通る伝導機構について解釈に困っています。

ショットキー効果というのは誘電体に放出される電子のイメージポテンシャルと
電界をかけてポテンシャルを低下させたときに電子放射が容易になることを言いますよね。
プールフレンケル効果というのは誘電体内...続きを読む

Aベストアンサー

私もよくわからないのですが…

格子欠陥の話(ショットキー欠陥・フレンケル欠陥)

伝導機構の話(ショットキー効果[放出]、プール-フレンケル効果)
の混同があるようにお見受けします。

ショットキー放出は、イメージポテンシャルで障壁が低くなった状態での熱電子放出ですので、
界面付近での話、

プール-フレンケル効果は、外部電界との相互作用によりドナー中心やトラップのクーロン障壁が下がったことによるキャリアの抜け出しですので、界面に限らない話

ですよね?

全く別物ですが、ショットキーは半導体の接合でも名前が出てきてややこしいですね。昔の学者ではよくあることですが。

Q金属、半導体の抵抗の温度変化について

金属は温度が高くなると抵抗が大きくなり、半導体は温度が高くなると抵抗が小さくなるということで、理論的にどうしてそうなるのでしょうか。
金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?
半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。
あと自分で調べていたところ「バンド理論」というのを目にしました。
関係があるようでしたらこれも教えて頂くとありがたいです。

Aベストアンサー

こんにちは。

>>>金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?

だいたい合っています。
金属については、温度が上がると正イオン(自由電子が引っこ抜かれた残りの原子)の振動が激しくなるので、自由電子が正イオンに散乱されます(進路を乱されます)。
それをマクロで見たとき、電気抵抗の上昇という形で現れます。

>>>半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。

半導体の中において金属の自由電子に相当するものは、電子とホールです。この2つは電流を担う粒子ですので、「キャリア」(運ぶ人)と言います。
ホールは、半導体物理学においてプラスの電子のように扱われますが、その実体は、電子が欠けた場所のことを表す「穴」のことであって、おとぎ話の登場人物です。
電子の濃度とホールの濃度に違いがあったとしても、一定の温度においては、両者の濃度の積は一定です。
これは、水溶液において、H+ と OH- の濃度の積が一定(10^(-14)mol^2/L^2)であるのと実は同じことなのです。

中性の水溶液の温度が高くなると、H2O が H+ と OH- とに解離しやすくなり、H2O に戻る反応が劣勢になります。
それと同様に、真性半導体においても、温度が上がると電子とホールが発生しやすくなるのに比べて、両者が出合って対消滅する反応が劣勢になるため、両者の濃度の積は増えます。
キャリアが増えるので、電流は流れやすくなります。

こんにちは。

>>>金属については、温度が上がると粒子が熱振動し自由電子が流れにくくなるというようなことを聞いたことがありますがあっていますか?

だいたい合っています。
金属については、温度が上がると正イオン(自由電子が引っこ抜かれた残りの原子)の振動が激しくなるので、自由電子が正イオンに散乱されます(進路を乱されます)。
それをマクロで見たとき、電気抵抗の上昇という形で現れます。

>>>半導体についてはまったく理由がわからないので詳しく教えて頂くとありがたいです。

半導体...続きを読む

Qホッピング伝導とはどんなものですか?

電界をかけてその電荷が移動する「電気伝導特性」には物質ごとに色々とあると思います。金属中や半導体中の電気伝導特性は大学の固体物理等でなじみが深いのですが、ホッピング伝導とは具体的にどんなものをさすのかちょっとわからないので教えてください。

分かっているのは「連続ではない状態を電荷がホッピングしながら伝導していく」といった事くらいで、もっとちゃんと知りたいと思っています。特に

・ホッピング伝導のメカニズムは何か。
・そのメカニズムからホッピング伝導を数式化するとどうなるか。
・ホッピング伝導と言われる物質は具体的にどんなものがあるのか。
・この物質はホッピング伝導である。と言い切るには実験的にどのような電気伝導特性を示せばいいのか。

以上四点を知りたいと思っているのですが、ホームページ検索では表層しか分かりませんし、手元の書籍にはヒントは見当たりませんでした。

もしも良い書籍、およびホームページをご存知でしたら教えていただけるだけでも嬉しいのでよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

私が知っていることと,お知りになりたいことがどの程度マッチしているのか自信がないのですが,
私の知っている範囲(半導体関連)でアドバイスしたいと思います。
---------------
電流をになうもの(キャリア=電子and/orホール)が,キャリアの捕獲準位を伝わりながら,
流れているのをホッピング伝導といっており,これをPoole-Frenkel(PF)伝導と言ったりもします。
キャリアの励起は,電界,熱で行います。
私の関わる分野で,たぶん一番有名な材料は窒化シリコン膜です。
定式化してあったのは,確か電気学会で出している「誘電体現象論」です。
半導体物理の本(SzeのPhysics of Semiconductor Devicesなど)にも出ていると思います。
-------------
PF型の伝導か否かは,測定した電流-電圧特性をPFプロットし,そのグラフの勾配が
所定の値になっているかどうかで判別できたと思います。
今,手元に本がないので正確なことが記述できません。本を見ていただくのが一番と思います。
または,WEB検索で「プール フレンケル」,「Poole Frenkel」と入力すれば,
関連のWEBサイトが見つかると思います。

以上

私が知っていることと,お知りになりたいことがどの程度マッチしているのか自信がないのですが,
私の知っている範囲(半導体関連)でアドバイスしたいと思います。
---------------
電流をになうもの(キャリア=電子and/orホール)が,キャリアの捕獲準位を伝わりながら,
流れているのをホッピング伝導といっており,これをPoole-Frenkel(PF)伝導と言ったりもします。
キャリアの励起は,電界,熱で行います。
私の関わる分野で,たぶん一番有名な材料は窒化シリコン膜です。
定式化して...続きを読む

Qエクセルで計算すると2.43E-19などと表示される。Eとは何ですか?

よろしくお願いします。
エクセルの回帰分析をすると有意水準で2.43E-19などと表示されますが
Eとは何でしょうか?

また、回帰分析の数字の意味が良く分からないのですが、
皆さんは独学されましたか?それとも講座などをうけたのでしょうか?

回帰分析でR2(決定係数)しかみていないのですが
どうすれば回帰分析が分かるようになるのでしょうか?
本を読んだのですがいまいち難しくて分かりません。
教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは?
 2.43×1/(10の19乗)で、
 2.43×1/10000000000000000000となり、
 2.43×0.0000000000000000001だから、
 0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何?下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む

Q真の計数率の求め方

どなたか真の計数率(cps)の求め方を教えて下さい。
問題文と答えしか分からず、求め方が分からず困っています。

例題:
GM計数管でX線を測定したところ1000cpsの計数率を得た。GM計数管の分解時間が200μsであるとき、真の計数率はいくらか?

答え: 1250cps

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「真の計数率はいくらか?」という表現には疑問を感じますが、この問題の意図するところは、分解時間が200μsのとき、どの程度の数え落しが見込まれるか?ということを考えなさいということですね。
分解時間の意味をよく考えてみてください。解ると思いますよ。


計算は、
1つカウントしたらその後の200μsの間はカウントできないと考えてやれば、1秒間のうちカウントできなかった時間が200ミリ秒あることになり、実質的には0.8秒間に1000カウントたということで、
  1000÷0.8=1250
というわけです。

Qリチャードソン・ダッシュマンの式の導出

http://ea3pch.yz.yamagata-u.ac.jp/member/sumio/Netsudenshi.pdf

リチャードソン・ダッシュマンの式の導出について上のサイトを参考にしてるのですが、1ページ目の(1)式のn_Dはどのように計算して出したのですか?『量子力学を用いた計算より』とは書いてありますが、最初にどのように式を立てて具体的にどんな計算をした結果なのか丁寧に教えて欲しいです。
あと、(2)式の1/2は何故ついているのでしょうか。電流密度においては2で割る必要がないような気がするのですが...

どなたか宜しくお願いします。

Aベストアンサー

ここに書くのはかなり無理があります。

導出は「大学演習 熱学・統計力学 修訂版、久保亮五、裳華房、2007.2」のp.386-387に載ってます。
http://www.amazon.co.jp/%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E6%BC%94%E7%BF%92-%E7%86%B1%E5%AD%A6%E3%83%BB%E7%B5%B1%E8%A8%88%E5%8A%9B%E5%AD%A6-%E4%B9%85%E4%BF%9D-%E4%BA%AE%E4%BA%94/dp/4785380322

QMRIの発熱作用について

MRIには放射線を使用するCTのように人体の影響がないと言われていますが・・・。実際にはMRIの生体作用は不確かもので発熱作用などによる皮膚のやけどなどの症例も発表されていますよね?
今、MRIの発熱作用について調べているのですが、何が原因で起こるのか分かる方教えてください!!(特にループが原因で起こるもの)また、詳しい症例、他の生体作用についてご存じの方いらっしゃいましたら教えてください!!

Aベストアンサー

発熱の原因は電子レンジと同じです。
MRIでは人体に電磁波(高周波)をパルス的に浴びせます。
電磁波は人体内に渦電流という誘導電流を発生させてしまいます。ファラデーの電磁誘導法則から来る不可避の現象です。体内に電流が流れたら、ジュール熱が発生します。なお、この電流は高周波なので感電作用はありません。
このようにして発生するジュール熱を体重1kgあたり、かつ毎秒あたり、で表現すると○○Watt/kgという単位になります。この○○Watt/kgをSAR (specific absorption rate)と言います。
通常のMRI検査ですと、全身の体重で平均した全身SARは0.4~1Watt/kgでしょう。ぽかぽか暖かくなります。
ただし、SARは全身に平均して発生しません。人体の組織は不均一なので渦電流が集中的に流れる場所が発生したりします。ここの局所SARは前記の値の10倍くらいになります。それでもまだ安全ですが、それ以上になったら、問題も発生しかねません。体内の電流集中現象は個体差もあり、しかも見えないし、大変難しい問題で、今のところ運用は控えめにするということである種のガイドラインに沿って安全運転をするしかないのです。
ガイドラインはいろんな間接的なデータを元に作られています。詳しい資料は例えば次の資料からの孫引きなどで調べたらいいでしょう。
http://wwwsoc.nii.ac.jp/jhps/j/information/nonioniz/ICNIRP.pdf
http://catedra-coitt.euitt.upm.es/web_salud_medioamb/normativas/ieee/C95.1.pdf
http://www.fda.gov/cdrh/ode/guidance/793.html

詳しい事故症例報告はおそらく無いと思います。MRIのSARで生命に関わるような重大な事故は発生していないと思います。マイナーな事故は発生している可能性はありますが、仮に事故が発生していても、SARによる事故であったかどうか証明するのは困難だし、再現試験も困難です。

ループと言えば、体はループの塊ですが、お気づきでしょうか。中央に穴のあいたドーナツ状導体だけがループではありません。誘導電流は体内の流れやすい経路に沿ってループ状に流れる。勝手にループを作ります。

他の生体作用。熱以外ということですか。MRIの高周波励起パルスの影響は熱だけと考えて良いです。でも、MRIでは高周波ではないけど、かなり急速に変動する強い磁場(傾斜磁場、勾配磁場)も使います。この磁場も誘導電流を発生します。低い周波数成分なので、熱作用は無視できますが、神経刺激作用があります。これについても運用ガイドラインが定められています。上記の資料で見てみると良いでしょう。

発熱の原因は電子レンジと同じです。
MRIでは人体に電磁波(高周波)をパルス的に浴びせます。
電磁波は人体内に渦電流という誘導電流を発生させてしまいます。ファラデーの電磁誘導法則から来る不可避の現象です。体内に電流が流れたら、ジュール熱が発生します。なお、この電流は高周波なので感電作用はありません。
このようにして発生するジュール熱を体重1kgあたり、かつ毎秒あたり、で表現すると○○Watt/kgという単位になります。この○○Watt/kgをSAR (specific absorption rate)と言います。
通常のM...続きを読む

Qコンプトン散乱は弾性散乱?

コンプトン散乱について調べていると、弾性散乱と記載されていたり、非弾性散乱と記載されていたりして混乱してしまいました。どなたかわかる方がおられればご教授下さい。

自分なりに考えた結果、電子の結合エネルギーが無視できるほど小さい場合は弾性散乱、そうでない場合は非弾性散乱になり、弾性の場合も非弾性の場合もあるのかなと思っていますが、これで合っているのでしょうか?

Aベストアンサー

コンプトン散乱の場合、入射するX線と散乱されたX線を比較すると波長が変化していますのでX線に注目する場合には非弾性散乱としています。
同じX線の散乱でも、トムソン散乱のように波長が変わらない散乱は弾性散乱と呼ばれます。

電子が束縛されているエネルギーが小さい場合でも、はじき出される電子が持つエネルギーが大きいとX線の波長は大きく変わりますのでこの場合は非弾性散乱として取り扱わないといけません。


別の見方をすると、通常の物と物との衝突において、弾性衝突とは運動エネルギーの和が保存されますが、非弾性衝突では運動エネルギーの和が保存されません。(物質の変形や熱の形に運動エネルギーが変換されるため)
このロジックで行けば、コンプトン散乱はエネルギーが保存されているため"弾性"衝突とみなせます。そういう意味で弾性・非弾性を使い分けている場合もあります。

QX線装置にある、総ろかの単位の意味を教えてください。

X線装置の装置仕様を
仕事で見ていたら、総濾過(そうろか)という項目がありました。

具体的には、下記のサイトをご覧ください↓
http://www.asahi-xray.co.jp/products/alioth.html

その中に
総濾過:2.8mmAl(min)
とありました。

ネットで検索した所によると、

ここで言う「ろか」とは、
x線の色んな強さが混じって(連続スペクトル)、放射される。
その中、エネルギーが弱いx線は、レントゲン撮影には役立たないが、
皮膚に吸収されやすいデメリットがある。
それを「ろか」して、必要なエネルギーのx線することで、無駄な被爆を防ぐことです。(だと思います。)


んで、
その単位、mmAl(min)の意味がよくわかりません。
アルミ被写体を・・・何を表す単位でしょうか?

Aベストアンサー

総濾過は「アルミ当量」という考えです。
2.8mmAlとは2.8mmアルミ当量と言い換えます。
この濾過はフィルターを用い、X線の場合は多くはアルミニュームを使用します。
つまりこの場合は2.8mm相当のアルミニュームのフィルターが入っているという意味です。
純粋なアルミニューム単独とは限りませんから、純粋なアルミニューム2.8mmの厚さと同じ吸収をする構造になっているという意味です。

(min)は単に最低の場合で、通常はそれ以上の厚さといことになります。
管電圧が90kv程度までであれば、この程度の総濾過が適切でしょう。

PS:「被爆」と書かれていますが、この「被爆」は爆弾や爆発を被る事です。
放射線の照射されることは『被曝』という漢字を当てますが、「被ばく」と書くことが多いです。


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