黄昆班-半导体物理基础复习

1、m0=9. 109 382 15 (45 ) 10 (-31 )千克KBT=0.026eV (T=300K )h=6.62606896(33)10(-34)JsKB=1.3806488(13)10-23J/KChapter 11 .精通常见半导体的三种晶体结构，了解他们的解离特性，并显示闪锌矿结构(如GaAs )的原子坐标。1 )金刚石结构：硅、锗； 共价键结合的正四面体，通过4个顶角原子构成4个正四面体，这种累积形成了金刚石型结构由两个面心立方结构的套管组成每单位晶格原子数： 8各原子坐标： (000 )、(0)、(0)、(0)、(0)、()、()、()、()邻近原子数或配位数： 42 )闪

2、锌矿GaAs、InP、ZnSe、CdTe每单位晶格的原子数是多少？ 8每个原子坐标： (000)As、(0 )As、(0 )As、(0 )As、() Ga、() Ga、() Ga邻近原子数或配位数：4(四面体结构)3 )纤锌矿(六方晶系)GaN、ZnO锌矿结构也由两个密列六方结构的组合构成吗？ 每单位晶格原子数： 12原细胞怎么样？每原细胞的原子数是多少？每个原子的原子坐标：(000 )正常工作，(1/32/31/2 )正常工作，(0 0 5/8)N，(1/3 2/3 1/8)N晶格常数a和c (对GaN，a=0.3189 nm，c=0.5185 nm )2、计算金刚石和闪锌矿结构的原子密度(

3、已知：单位晶格常数为a=0.5nm )。3 .计算半导体Si的(001 )、(110 )和(111 )晶面的原子面密度(晶格常数a=0.543nm )4. GaN锌矿结构的单位晶格和原细胞内各有几个原子？5 .闪锌矿结构的极性方向为001结晶方向，锌矿结构的极性方向为00016 .半导体的解离特性不仅与晶面间的耦合密度有关，而且与耦合性有关7 .晶格缺陷的种类Chapter 2l波段导电性：波段中的能量状态被电子部分占据时，外电场会使电子的运动状态发生变化，产生导电性。l波段理论：电子能量变化的结果，电子从一种能量状态迁移到另一种能量状态(全波段：非导电，半波段：导电)。 禁带宽度或带隙： E

4、g； 禁带的大小直接影响固体的导电性。l波段形成； 金属、半导体、绝缘体的能带区别据说l结晶中的电子通过振幅调制的平面波在结晶中传播l -布里渊区的重要性在于，周期性介质中的所有布洛芬或能量都可以在这个空间完全确定。l波段顶部附近的电子总能量小于势能意味着动能为负值，即曲线曲率为负值，有效质量为负值，似乎不合乎常识。 换句话说，负的有效质量会引起负的动能l有效质量的意义：总结半导体内势场的作用，在解决半导体中电子在外力作用下的运动规律时，在不涉及半导体内势场作用的导出的加速度公式中，f不是电子受力的总和。 实际上，电子通过外力运动时，除了f以外，还与半导体内部的原子、电子相互作用，因此电子的加

5、速度是半导体内部电势场和外部电场作用的合计效果。 但是，找到内部势场的具体形状求加速度很困难，导入有效的质量，问题就变得简单了。l点缺陷：空穴(受主能级)和缺陷(施主能级)可以用价带的顶电子的状态描述空穴吗？ 价电子带中的导电作用经常使用空穴(虚拟粒子)导电描述。1. n型和p型半导体2 .金属不存在禁带3 .有效质量的大小与E-K曲线的曲率有关4 .带底电子的有效质量为正值，带顶电子的有效质量为负值5 .大厅的有效质量和带电性都是正的6 .空穴和电子在k空间中的漂移方向一致7 .直接带隙半导体和间接带隙半导体1 .直接带隙半导体材料的传导带的最小值(传导带的底部)和价电子带的最大值在k空间中

6、是相同的位置。 为了使电子移动到导带产生导电性电子和空穴(形成半全带)，只要吸收能量就可以了2 .间接带隙半导体材料(Si、Ge等)的传导带的最小值(传导带的底部)和满带的最大值处于k空间中不同的位置。 形成半全波段不仅要吸收能量，还需要改变运动量相对于GaAs半导体，Si是两性掺杂剂9 .电阻率高的半导体纯度一般较高10 .根据氢系模型计算的杂质极半径比氢原子极半径大得多，其原因是掺杂浓度低他们是离导带近的施主杂质和离价带近的受主杂质，他们都是浅能级杂质11 .当存在多重杂质的能级时，第二电离的能级比第一电离的能级深12 .等电子杂质和陷阱可以成为受主，也可以成为施主负不同等电子杂质自身为电

7、中性的电子约束状态和空穴约束状态13 .重排也可以具有施主和受主两种特性一般的结晶，因为晶格在表面突然停止，所以表面最外层的每个原子都有未配对的电子，即不饱和键，这种键称为悬挂键。 在悬挂耦合中，发射未耦合的电子成为正中心，接受两个可能的带电状态它是施主状态的第二个电子成为负中心，这是受主状态。 这些对应的能级在禁带中分别被称为施主和受主能级。14 .重掺杂会扩大带隙，同时形成带端杂质与主带中电子的相互作用的结果，靠近带端的电子状态向禁带扩散Chapter 31 .费米能级ef-平衡电子系统的重要参数系统化学势EF :热平衡下系统不工作于外部，增加一个电子对系统自由能的变化等于系统的化学势。

8、因为t是一定的，化学势统一，所以在热平衡系统中EF是统一的2 .多子和少年3 .什么是状态密度？ 如何解开？能量e附近单位能量间隔内的量化状态数，g(E)=dN/dEdE能量间隔内的电子数dndn=f(E)dN=f(E)g(E)dEg(E)dN/dEf(E)的能量e的量化状态占电子的概率状态密度取决于有效质量，有效质量大的频带，状态密度大状态密度有效质量4 .费米分布函数是如何表现的？ 费米能级和费米分布概率有什么关系？5 .玻尔兹曼分布函数是如何表现的？ 试用分布概率能量的图像显示了和费米分布函数的差异吗？6 .如何从导带和价带的有效状态密度的大小理解本征费米能级Ei的偏差？7 .为什么你打

9、算从浓度的角度分析半导体？8 .杂质的能级和能带的能级有什么区别？如果能级相同，各自被电子占据的概率有什么区别？9 .假设在室温下半导体的掺杂完全电离，用能带图简单地描绘了n型半导体和p型半导体的费米能级和各个能级之间的位置10 .当根据浓度和温度变化的关系测量杂质的电能时，补偿和非补偿半导体的浓度和1/T的关系有什么不同？11 .半导体或高电阻半导体12 .宽带隙半导体的p型掺杂困难的原因是什么？Chapter 41 .漂移和扩散漂移：m称为迁移率，一般单位为(cm2/Vs )2 .霍尔效应在y方向上稳定的动量平衡方程式霍尔效应稳定时：沿y方向的电流为零，即vdy=0，代入y方向的运动量方程式，分别得到p型样品和n型样品此外：于是霍尔系数rH如下所示3.