半导体物理学课后题答案VIP专享

半导体物理学课后题答案 第一章答案 1．设晶格常数为 a 的一维晶格，导带微小值附近能量 Ec(k)和价带极大值附近能量 EV(k)分别为： （K）=（1）禁带宽度;（2）导带底电子有效质量;（3）价带顶电子有效质量;（4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化解：（1）2. 晶格常数为 0.25nm 的一维晶格，当外加 102V/m，107 V/m 的电场时，试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。解：根据： 得 补充题 1分别计算 Si（100），（110），（111）面每平方厘米内的原子个数，即原子面密度（提示：先画出各晶面内原子的位置和分布图）Si 在（100），（110）和（111）面上的原子分布如图 1 所示： （a）(100)晶面 （b）(110)晶面 （c）(111)晶面 补充题 2 一维晶体的电子能带可写为，式中 a 为 晶格常数，试求 （1）布里渊区边界；（2）能带宽度；（3）电子在波矢 k 状态时的速度； （4）能带底部电子的有效质量；（5）能带顶部空穴的有效质量解：（1）由 得 （n=0，1，2…）进一步分析 ，E（k）有极大值，时，E（k）有微小值所以布里渊区边界为 (2)能带宽度为(3）电子在波矢 k 状态的速度（4）电子的有效质量能带底部 所以(5)能带顶部 ，且，所以能带顶部空穴的有效质量第二章答案1. 实际半导体与理想半导体间的主要区别是什么？ 答：（1）理想半导体：假设晶格原子严格按周期性排列并静止在格点位置上，实际半导体中原子不是静止的，而是在其平衡位置附近振动。 （2）理想半导体是纯净不含杂质的，实际半导体含有若干杂质。 （3）理想半导体的晶格结构是完整的，实际半导体中存在点缺陷，线缺陷和面缺陷等。2. 以 As 掺入 Ge 中为例，说明什么是施主杂质、施主杂质电离过程和 n 型半导体。 As 有 5 个价电子，其中的四个价电子与周围的四个 Ge 原子形成共价键，还剩余一个电子，同时 As 原子所在处也多余一个正电荷，称为正离子中心，所以，一个 As 原子取代一个 Ge 原子，其效果是形成一个正电中心和一个多余的电子.多余的电子束缚在正电中心，但这种束缚很弱,很小的能量就可使电子摆脱束缚，成为在晶格中导电的自由电子，而 As 原子形成一个不能移动的正电中心。这个过程叫做施主杂质的电离过程。能够施放电子而在导带中产生电子并形成正电中心，称为施主杂质或 N 型杂质，掺有施主杂质的半导体叫 N 型半导体。3. 以 Ga 掺入 Ge 中为例，说明什么是受主杂质、受主杂...