Рассчитать для невырожденных электронов полупроводника при температуре 300К коэффициент диффузии, если концентрация ионов примеси 10^15 см^-3, эффективное сечение рассеяния электронов на ионах примеси S=1.0 10^-15 м^2. Массу электронов принять равной 0.07 массы электронов в вакууме.

Для рассчета коэффициента диффузии нам понадобится использовать следующую формулу:

D = v * l

где:
D - коэффициент диффузии
v - средняя скорость частицы
l - длина свободного пробега

Для начала, нужно рассчитать среднюю скорость частицы. В классической физике, средняя скорость, с которой частица перемещается, определяется как:

v = √(2 * k * T / m)

где:
k - постоянная Больцмана (1.38 * 10^-23 Дж/К)
T - температура (300 К)
m - масса электрона (0.07 * массы электрона в вакууме)

Подставляя значения, получаем:

v = √(2 * (1.38 * 10^-23 Дж/К) * (300 К) / (0.07 * массы электрона в вакууме))

Теперь нужно рассчитать длину свободного пробега. Длина свободного пробега обозначает среднее расстояние между столкновениями частицы. Его можно рассчитать по формуле:

l = 1 / (n * S)

где:
n - концентрация ионов примеси (10^15 см^-3)
S - эффективное сечение рассеяния электронов на ионах примеси (1.0 * 10^-15 м^2)

Для удобства переведем концентрацию ионов примеси из см^-3 в м^-3:

n = (10^15) * (100^3)

Подставляя значения, получаем:

l = 1 / ((10^15) * (100^3) * (1.0 * 10^-15 м^2))

Теперь, когда у нас есть значения v и l, мы можем рассчитать коэффициент диффузии D:

D = v * l

Подставляя значения, получаем окончательный ответ.