半导体物理答案(24 页)Good is good, but better carries it
精益求精，善益求善
第一篇半导体中的电子状态习题 1-1、 什么叫本征激发
温度越高，本征激发的载流子越多，为什么
试定性说明之
1-2、 试定性说明 Ge、Si 的禁带宽度具有负温度系数的原因
1-3、试指出空穴的主要特征
1-4、简述 Ge、Si 和 GaAS 的能带结构的主要特征
1-5、某一维晶体的电子能带为其中 E0=3eV，晶格常数 a=5х10-11m
求：（1） 能带宽度；（2） 能带底和能带顶的有效质量
题解：1-1、 解：在一定温度下，价带电子获得足够的能量（≥Eg）被激发到导带成为导电电子的过程就是本征激发
其结果是在半导体中出现成对的电子-空穴对
假如温度升高，则禁带宽度变窄，跃迁所需的能量变小，将会有更多的电子被激发到导带中
1-2、 解：电子的共有化运动导致孤立原子的能级形成能带，即允带和禁带
温度升高，则电子的共有化运动加剧，导致允带进一步分裂、变宽；允带变宽，则导致允带与允带之间的禁带相对变窄
反之，温度降低，将导致禁带变宽
因此，Ge、Si 的禁带宽度具有负温度系数
1-3、 解：空穴是未被电子占据的空量子态，被用来描述半满带中的大量电子的集体运动状态，是准粒子
主要特征如下：A、荷正电：+q；B、空穴浓度表示为 p（电子浓度表示为 n）；C、EP=-EnD、mP*=-mn*
1-4、 解：（1） Ge、Si: a）Eg (Si：0K) = 1
17eV；Eg (Ge：0K) = 0
744eV； b）间接能隙结构c）禁带宽度 Eg随温度增加而减小； （2） GaAs： a）Eg (0K) = 1
52eV；b）直接能隙结构；c）Eg 负温度系数特性： dEg/dT = -3
95×10-4eV/K；1-5、 解：（1） 由题意得：（2）答：能
