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半导体物理知识整理

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基础知识1.导体,绝缘体和半导体的能带结构有什么不同?并以此说明半导体的导电机理(两种载流子参与导电)与金属有何不同?导体:能带中一定有不满带半导体:T=OK,能带中只有满带和空带;T>OK,能带中有不满带禁带宽度较小,一般小于 2eV绝缘体:能带中只有满带和空带禁带宽度较大,一般大于 2eV在外场的作用下,满带电子不导电,不满带电子可以导电总有不满带的晶体就是导体,总是没有不满带的晶体就是绝缘体半导体不时最容易导电的物质,而是导电性最容易发生改变的物质,用很方便的方法,就可以显著调节半导体的导电特性金属中的电子,只能在导带上传输,而半导体中的载流子:电子和空穴,却能在两个通道:价带和导带上分别传输信息2. 什么是空穴?它有哪些基本特征?以硅为例,对照能带结构和价键结构图理解空穴概念。当满带附近有空状态 k'时,整个能带中的电流,以及电流在外场作用下的变化,完全如同存在一个带正电荷 e 和具有正有效质量|叫*|、速度为 v(k')的粒子的情况一样,这样假想的粒子称为空穴3. 半导体材料的一般特性。电阻率介于导体与绝缘体之间对温度、光照、电场、磁场、湿度等敏感(温度升高使半导体导电能力增强,电阻率下降;适当波长的光照可以改变半导体的导电能力)性质与掺杂密切相关(微量杂质含量可以显著改变半导体的导电能力)4. 费米统计分布与玻耳兹曼统计分布的主要差别是什么?什么情况下费米分布函数可以转化为玻耳兹曼函数。为什么通常情况下,半导体中载流子分布都可以用玻耳兹曼分布来描述。费米分布受到了泡利不相容原理的限制,而在 E-EF»k0T 的条件下,泡利原理失去作用,可以化简为玻尔兹曼分布。在半导体中,最常遇到的情况是费米能级 EF位于禁带内,而且与导带底和价带顶的距离远大于 k0T,所以,对导带中的所有量子态来说,被电子占据的概率一般都满足 f(E)<

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