半导体物理学知识重点总结

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1、半導體物理知識點總結附重要名詞解釋半導體物理知識點要點第一章半导体电子状态1.1半导体通常是指导电能力介于导体和绝缘体之间的材料，其导带在绝对零度时全空，价带全满，禁带宽度较绝缘体的小许多。1.2能带晶体中，电子的能量是不连续的，在某些能量区间能级分布是准连续的，在某些区间没有能及分布。这些区间在能级图中表现为带状，称之为能带。1.2能带论是半导体物理的理论基础，试简要说明能带论所采用的理论方法。答：能带论在以下两个重要近似基础上，给出晶体的势场分布，进而给出电子的薛定鄂方程。通过该方程和周期性边界条件最终给出E-k关系，从而系统地建立起该理论。单电子近似：将晶体中

2、其它电子对某一电子的库仑作用按几率分布平均地加以考虑，这样就可把求解晶体中电子波函数的复杂的多体问题简化为单体问题。绝热近似：近似认为晶格系统与电子系统之间没有能量交换，而将实际存在的这种交换当作微扰来处理。1.金刚石1)结构特点：a.由同类原子组成的复式晶格。其复式晶格是由两个面心立方的子晶格彼此沿其空间对角线位移1/4的长度形成b.属面心晶系，具立方对称性，共价键结合四面体。c.配位数为4，较低，较稳定。(配位数：最近邻原子数)d.一个晶体学晶胞内有4+8*1/8+6*1/2=8个原子。2)代表性半导体：IV族的C，Si，Ge等元素半导体大多属于这种结构。2.闪

3、锌矿1)结构特点：a.共价性占优势，立方对称性；b.晶胞结构类似于金刚石结构，但为双原子复式晶格；c.属共价键晶体，但有不同的离子性。2)代表性半导体：GaAs等三五族元素化合物均属于此种结构。3.电子共有化运动：原子结合为晶体时，轨道交叠。外层轨道交叠程度较大，电子可从一个原子运动到另一原子中，因而电子可在整个晶体中运动，称为电子的共有化运动。i2kx4.布洛赫波：k(x)uk(x)e晶体中电子运动的基本方程为：，K为波矢，uk(x)为一个与晶格同周期的周期性u(x)u(xna)函数，kk5.布里渊区：禁带出现在k=n/2a处，即在布里渊区边界上；允带出

4、现在以下几个区：第一布里渊区:－1/2a

5、中的每个空电子状态带有一个正的基本电荷，并赋予其与电子符号相反、大小相等的有效质量，这样就引进了一个假想的粒子，称其为空穴。它引起的假想电流正好等于价带中的电子电流。1.4空穴是如何引入的，其导电的实质是什么？答：空穴是为处理价带电子导电问题而引进的概念。设想价带中的每个空电子状态带有一个正的基本电荷，并赋予其与电子符号相反、大小相等的有效质量，这样就引进了一个假想的粒子，称其为空穴。这样引入的空穴，其产生的电流正好等于能带中其它电子的电流。所以空穴导电的实质是能带中其它电子的导电作用，而事实上这种粒子是不存在的。1.5半导体的回旋共振现象是怎样发生的（以n型半导体

6、为例）答案：首先将半导体置于匀强磁场中。一般n型半导体中大多数导带电子位于导带底附近，对于特定的能谷而言，这些电子的有效质量相近，所以无论这些电子的热运动速度如何，它们在磁场作用下做回旋运动的频率近似相等。当用电磁波辐照该半导体时，如若频率与电子的回旋运动频率相等，则半导体对电磁波的吸收非常显著，通过调节电磁波的频率可观测到共振吸收峰。这就是回旋共振的机理。1.5简要说明回旋共振现象是如何发生的。半导体样品置于均匀恒定磁场，晶体中电子在磁场作用下运动vB与夹角fqvBfqvBsinqvB运动轨迹为螺旋线，圆周半径为r，回旋频率为c2vr,/向

7、心加速度avrc*2*mv/rqvBmqBrv/nn*qBm/cn当晶体受到电磁波辐射时，在频率为时便观测到共振吸收现象。c1.6直接带隙材料如果晶体材料的导带底和价带顶在k空间处于相同的位置，则本征跃迁属直接跃迁，这样的材料即是所谓的直接带隙材料。1.6间接带隙材料如果半导体的导带底与价带顶在k空间中处于不同位置，则价带顶的电子吸收能量刚好达到导带底时准动量还需要相应的变化第二章半导体杂质和缺陷能级2.1施主杂质受主杂质某种杂质取代半导体晶格原子后，在和周围原子形成饱和键结构时，若尚有一多余价电子，且该电子受杂质束2半導體物理知識點總