半导体物理与器件课后习题1

习题1 1.1 确定晶胞中的原子数：（a）面心立方；（b）体心立方；(c)金刚石晶格。 解：（a）面心立方： 8 个拐角原子×81=1 个原子 6 个面原子×21=3 个原子  面心立方中共含 4 个原子 （b）体心立方：8 个拐角原子×81=1 个原子 1 个中心原子 =1 个原子  体心立方中共含 2 个原子 （c）金刚石晶格：8 个拐角原子×81=1 个原子 6 个面原子×21 =3 个原子 4 个中心原子 =4 个原子  金刚是晶格中共含 8 个原子 1.15 计算如下平面硅原子的面密度：（a）（100），（b）（110），（c）（111）。 解：(a):（100）平面面密度，通过把晶格原子数与表面面积相除得： 面密度=28-1 04 3.52个原子=21 4/1 07 8.6cm个原子 (b):(110)表面面密度=28-1 04 3.524个原子=21 4/1 05 9.9cm个原子 (c):(111)表面面密度=28-1 04 3.534个原子=21 4/1 08 3.7cm个原子 1.19（a）如果硅中加入浓度为 2×1 61 0/3cm 的替位硼杂质原子，计算单晶中硅原子替位的百分率。（b）对于浓度为1 51 0/3cm 的硼杂质原子，重新计算（a） 解：（a）：硅原子的体密度 32 238-/1 00 0.51 04 3.58cm个原子个原子  硅原子替位百分率=005-002 21 61 041 0 01 00 0.51 02 （b）同理：硅原子替位百分率=006-002 21 61 021 0 01 00 0.51 01 习题 2 3.14 图3.35 所示色E-k 关系曲线表示了两种可能的价带。说明其中哪一种对应的空穴有效质量较大。为什么？ 解：图中 B 曲线对应的空穴有效质量较大 空穴的有效质量： 2222*11mkdEdp  图中曲线A 的弯曲程度大于曲线B 故 BAkdEdkdEd222222   **mmBpAp 3.16 图3.37 所示为两种不同半导体材料导带中电子的E-k 关系抛物线，试确定两种电子的有效质量（以自由电子质量为单位）。 解：E-k 关系曲线k=0 附近的图形 近似于抛物线故有：*2m2knCEE 由图可知 0CE ①对于 A 曲线 有0.55mekg104.97 1006.107.01011.010055.12km3119-210-234-22*EAn）（ ②对于 B 曲线有 0.055mekg104.97 1006.17.01011.010055.12km3219-210-234-22*EBn）（ 3.20 硅的能带图3.23b 所示导带的最小能量出现在[100]方向上。最小值附近一维方向上的能量可以...