半导体的基本能带结构(112页)Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。 第七章 半导体电子论半导体材料 —— 一种特别的固体材料 固体能带理论的进展 —— 半导体的讨论起到了推动作用 半导体材料与技术的应用进展 —— 固体物理讨论的深度与广度产生了推动作用 电子的运动是多样化的半导体材料性质与杂质、光照、温度和压力等因素有密切关系 半导体物理的讨论 —— 进一步揭示材料中电子各种形式的运动 —— 阐明电子运动的规律 07_01 半导体的基本能带结构 —— 一般温度下，热激发使价带顶部有少量的空穴 导带底部有少量的电子 电子和空穴是载流子 —— 决定了半导体导电能力 1 半导体的带隙 本征光吸收 —— 光照将价带中的电子激发到导带中 形成电子 — 空穴对 光子能量满足 2cEg 长波极限 0 2 cEg—— 本征吸收边，发生本征光吸收的最大光的波长 2 本征边附近光的跃迁 1) 竖直跃迁 —— 直接带隙半导体 满足能量守恒满足准动量守恒 光子的波矢 准动量守恒的选择定则 —— 电子吸收光子从价带顶 跃迁到导带底 状态 kkgE —— 跃迁的过程中，电子的波矢可以看作是不变的 —— 电子初态和末态几乎在一条竖直线上 价带顶和导带底处于 k 空间的同一点 —— 称为竖直跃迁 —— 直接带隙半导体 2) 非竖直跃迁 —— 间接带隙半导体 —— 电子吸收光子从价带顶 跃迁到导带底 状态且 过程满足能量守恒 —— 电子吸收光子的同时伴 随吸收或发出一个声子 能量守恒 Ek 动量守恒 qkk'kE能量守恒 —— 声子的准动量与 电子的相差不多 声子的能量 —— 忽略不计 kE—— 不计光子的动量 —— 非竖直跃迁过程中 —— 光子提供电子跃迁所需的能量 Ek —— 声子提供电子跃迁所需的动量 k ' k q 非竖直跃迁 —— 二级过程，发生几率比起竖直跃迁小得多 —— 间接带隙半导体 零带隙半导体 —— 带隙宽度为零 本征光吸收 带隙宽度的测量 电导率随温度的变化电子－空穴对复合发光本征光吸收的逆过程 —— 导带底部的电子跃迁 到价带顶部的空能级 发出能量约为带隙宽 度的光子 3 带边有效质量 半导体基本参数之一 —— 导带底附近电子的有效质量 价带顶附近空穴的有效质量 将电子能量 按极值波矢 展开 E...
