基本概念题:
第一?/p>
半导体电子状?/p>
1.1
半导?/p>
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?/p>
例:
1
简?/p>
Si Ge ,GaAs
的晶格结构?/p>
2
什么叫本征激发?温度越高,本征激发的载流子越多,为什么?试定性说明之?/p>
在一定温度下,价带电子获得足够的能量(≥
Eg
)被激发到导带成为导电电子的过
程就是本征激发?/p>
其结果是在半导体中出现成对的电子
-
空穴对?/p>
如果温度升高?/p>
?/p>
禁带宽度变窄,跃迁所需的能量变小,将会有更多的电子被激发到导带中?/p>
对半导体的理解:半导?/p>
导体
半导?/p>
绝缘?/p>
电导?/p>
ρ
<
3
10
?/p>
9
3
10
~
10
?/p>
9
10
?/p>
cm
?/p>
?/p>
此外,半导体还有以下重要特?/p>
1
?/p>
温度可以显著改变半导体导电能?/p>
例如:纯硅(
Si
?/p>
若温度从
?/p>
30
C
变为
C
?/p>
20
时,
ρ
增大一?/p>
2
?/p>
微量杂质含量可以显著改变半导体导电能?/p>
例如?/p>
若有
100
万硅掺入
1
个杂?/p>
?/p>
P
.
Be
?/p>
此时纯度
99.9999%
?/p>
室温
?/p>
C
?
27
300K
?/p>
时,电阻率由
214000
Ω
降至
0.2
Ω
3
?/p>
光照可以明显改变半导体的导电能力
例如:淀积在绝缘体基片上(衬底)上的硫化镉(
CdS
)薄膜,无光照时电阻(暗电阻?/p>
约为几十欧姆,光照时电阻约为几十千欧姆?/p>
另外,磁场、电场等外界因素也可显著改变半导体的导电能力?/p>
【补充材料】半导体中的自由电子状态和能?/p>
势场
?/p>
孤立原子中的电子——原子核势场
+
其他电子势场下运?/p>
?/p>
自由电子——恒定势场(设为
0
?/p>
?/p>
半导体中的电子——严格周期性重复排列的原子之间运动
?/p>
.
晶体中的薛定谔方程及其解的形?/p>
V(x)
的单电子近似:假定电子是在①严格周期性排列②固定不动的原子核势场③其他大
量电子的平均势场下运动?/p>
?/p>
?/p>
(理想晶体)
(忽略振动)
意义:把研究晶体中电子状态的问题从原子核—电子的混合系统中分离出来,把众多电?/p>
相互牵制的复杂多电子问题近似成为对某一电子作用只是平均势场作用?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
E
x
V
m
h
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
)
(
2
2
0
2
其中
)
(
)
(
sa
x
V
x
V
?/p>
?/p>
?/p>
s:
整常数,
a
:
晶格常数
——晶体中的薛定谔方程