半导体的晶体结构和结合性质VIP免费

第一章半导体中的电子状态1.1半导体的晶格结构和结合性质1.2半导体中的电子状态和能带1.3半导体中电子的运动、有效质量1.4本征半导体的导电机构、空穴1.5回旋共振1.6硅和锗的能带结构1.7Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的能带结构1.8Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体的能带结构1.1半导体的晶格结构和结合性质固体晶体非晶体单晶体多晶体半导体晶体元素半导体化合物半导体非半导体晶体SiGeC（金刚石）Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体GaAs、InP、…Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体CdS、ZnS、…硅锗化合物半导体xxGeSi1硅是最常用元素半导体，砷化镓是最常用化合物半导体1、硅晶体结构及结合性质硅原子Si（Silicon）Ⅳ族，原子序数14，原子量28.086，14个核外电子，核外电子分布：1s22s22p63s23p2，４个价电子组态3s23p2价电子一、金刚石结构和共价键(以硅锗为例)硅晶体结构顶角原子顶角原子顶角原子顶角原子中心原子电子正四面体结构单元金刚石型结构金刚石型结构晶格点阵金刚石型结构原胞锗原子GeⅣ族，原子序数32，原子量72.59，32个核外电子，电子组态1s22s22p63s23p63d104s24p2４个价电子组态4s24p2。锗晶体结构结构单元为正四面体，正四面体构成金刚石型结构，晶格由两套不等价面心立方格子沿体对角线套构而成2、锗晶体结构2．闪锌矿型晶格结构和混合键闪锌矿型晶格结构单元正四面体结构单元ⅢⅤⅢⅢⅢⅤⅢⅤⅤⅤ闪锌矿型晶格结构ⅢⅤGaAsAsAsAsGaAs（GalliumArsenic）晶格结构单元GaAsGaGaGa闪锌矿型结构原子间的结合力（混合键）Ⅲ族、Ⅴ族原子各贡献一个价电子形成SP3杂化轨道共价键，但Ⅴ族原子具有较Ⅲ原子强的电负性，共有电子云更多地分布给Ⅴ族原子，Ⅴ族原子因而带有负电。Ⅲ族原子分配的电子云少一些而带正电。正负电荷之间产生库仑作用。原子间结合力中共价键占优势，同时存在离子键成分，称为混合键，对应的半导体称为极性半导体。ⅤⅤⅢⅢⅢⅢⅤⅢⅤⅤ正四面体结构单元Ⅲ族原子价电子组态4s24p1V族原子价电子组态4s24p33．纤锌矿型结构（六方密堆积）Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体硫化锌、硒化锌、硫化镉、硒化镉可具有纤锌矿型结构。正四面体为结构单元。两种原子各自组成六方密排面，按ABAB…….排列，再相互套构而成晶格。AAAAAⅡⅡⅡ族原子的六方密排：（001）面AAAAAⅥⅥV族原子的六方密排：（001）面4、氯化钠结构硫化铅、硒化铅、碲化铅不以四面体结构为基本结构单元，而是氯化钠型结构（钠离子面心立方晶格与氯离子面心立方晶格相互位移二分之一晶格常数套构而成）。Na+Cl-a