半导体物理期末考复习材料

1 第一章 半导体中的电子状态 1.元素半导体 硅 和 锗 都是 金刚石 结构 。 2.结构上，金刚石结构由 两套面心立方格子 沿其立方体对角线位移 1/4 的长度套构而成的， 3.在四面体结构的共价晶体中，四个共价键是 sp3 杂化 。 4.第 III 族元素铝、镓、铟和第 V 族元素磷、砷、锑组成的 III-V 族化合物 。也是正四面体结构，四个共价键也是 sp3 杂化，但具有一定程度的离子性。是 闪锌矿 结构。 5. ZnS、GeS、ZnSe 和 GeSe 等 Ⅱ-Ⅵ族化合物 都可以 闪锌矿型 和 纤锌矿型 两种方式结晶，也是以 正四面体结构 为基础构成的，四个混合共价键也是 sp3 杂化，也有一定程度的离子性。 6. Ge、Si 的禁带宽度具有 负温度系数 。禁带宽度 Eg 随温度增加而减小( 负温度系数特性 ) 7.半导体与导体的最大差别： 半导体的电子和空穴均参与导电 。 半导体与绝缘体的最大差别： 在通常温度下，半导体已具有一定的导电能力 。 8．有效质量的意义 半导体中的电子在外场作用下运动时，外力并不是电子受力的总和，电子一方面受到外电场力的作用，另一方面还和内部的原子、电子相互作用着。电子的加速度应该是 半导体内部势场 和 外电场作用 的综合效果。 为了简化问题，借助有效质量来描述电子加速时内部受到的阻力。 引入有效质量的意义在于它概括了半导体内部势场的作用。使得在解决半导体中电子在外力作用下的运动规律时，可以不涉及到半导体内部势场的作用。有效质量可以通过实验直接测得。 有效质量的大小取决于 晶体内电子与电子周围环境 的作用。 电子有效质量的意义是什么？它与能带有什么关系？ 答：有效质量概括了晶体中电子的质量以及内部周期势场对电子的作用，引入有效质量后，晶体中电子的运动可用类似于自由电子运动来描述。 有效质量与电子所处的状态有关，与能带结构有关： （1）、有效质量反比于能谱曲线的曲率： （2）、有效质量是 k 的函数，在能带底附近为正值，能带顶附近为负值。 （3）、具有方向性——沿晶体不同方向的有效质量不同。只有当等能面是球面时，有效质量各向同性。 9．本征半导体：不含 任何杂质 和 缺陷 的半导体。 10． 回旋共振 的实验是用来测量 有效质量 的。 导体、半导体、绝缘体的能带  能带理论提出：一个晶体是否具有导电性，关键在于它是否有不满的能带存在。  导体——下面的能带是满带，上面的能带是半满带；或者...