半导体物理学基本概念

半导体物理学基本概念有效质量载流子在晶体中的表观质量，它体现了周期场对电子运动的影响。其物理意义：1）有效质量的大小仍然是惯性大小的量度；2）有效质量反映了电子在晶格与外场之间能量和动量的传递，因此可正可负。空穴是一种准粒子，代表半导体近满带（价带）中的少量空态，相当于具有正的电子电荷和正的有效质量的粒子，描述了近满带中大量电子的运动行为。回旋共振半导体中的电子在恒定磁场中受洛仑兹力作用将作回旋运动，此时在半导体上再加垂直于磁场的交变磁场，当交变磁场的频率等于电子的回旋频率时，发生强烈的共振吸收现象，称为回旋共振。施主在半导体中起施予电子作用的杂质。受主在半导体中起接受电子作用的杂质。杂质电离能使中性施主杂质束缚的电子电离或使中性受主杂质束缚的空穴电离所需要的能量。n-型半导体以电子为主要载流子的半导体。P-型半导体以空穴为主要载流子的半导体。浅能级杂质杂质能级位于半导体禁带中靠近导带底或价带顶，即杂质电离能很低的杂质。浅能级杂质对半导体的导电性质有较大的影响。深能级杂质杂质能级位于半导体禁带中远离导带底（施主）或价带顶（受主），即杂质电离能很大的杂质。深能级杂质对半导体导电性质影响较小，但对半导体中非平衡载流子的复合过程有重要作用。位于半导体禁带中央能级附近的深能级杂质是有效的复合中心。杂质补偿在半导体中同时存在施主和受主杂质时，存在杂质补偿现象，即施主杂质束缚的电子优先填充受主能级，实际的有效杂质浓度为补偿后的杂质浓度，即两者之差。直接带隙——半导体的导带底和价带顶位于 k 空间同一位置时称为直接带隙。直接带隙材料中载流子跃迁几率较大。间接带隙——半导体的导带底和价带顶位于 k 空间不同位置时称为间接带隙。间接带隙材料中载流子跃迁时需有声子参与，跃迁几率较小。平衡状态与非平衡状态半导体处于热平衡态时，载流子遵从平衡态分布，电子和空穴具有统一的费米能级。半导体处于外场中时为非平衡态，载流子分布函数偏离平衡态分布，电子和空穴不具有统一的费米能级，载流子浓度也比平衡时多出一部分，但可认为它们各自达到平衡，可引入准费米能级表示。电中性条件半导体在任何情况下都维持体内电中性，即单位体积内正电荷数与负电荷数相等。非简并半导体半导体中载流子分布可由经典的玻尔兹曼分布代替费米分布描述时，称之为非简并半导体。简并半导体半导体重掺杂时，其费米能级有可能进入到导带或价带中，此时载流子分布...