光电材料与器件期末复习题-图文VIP专享VIP免费

光电材料与器件期末复习题-图文第一章1.光电探测器：光电导效应、光伏效应———内光电效应发光二极管、半导体激光器：载流子的注入和复合发光效应太阳能电池：光生伏特效应外光电效应:在光线的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象,光电管、光电倍增管。2.(1)原子核外电子排布能量最低原理核外电子在原子轨道上的排布，应使整个原子的能量处于最低状态。即填充电子时，是按照近似能级图中各能级的顺序由低到高填充的。泡利不相容原理在同一原子中，不可能有两个电子具有完全相同的四个量子数。如果原子中三个量子数相同，第四个一定不同，即同一轨道最多能容纳2个自旋方向相反的电子。洪特规则在同一亚层的各个轨道上，电子的排布尽可能分占不同的轨道，并且自旋相同。（2）电子在能带中的排布排布原则:能量最低原理——按由低到高的顺序填充各能级。泡利不相容原理——同一能级最多容纳2个自旋方向相反的电子。3.费米能级EF是反映电子在各个能级中分布情况的参数。对于具体的电子体系，在一定温度下，只要确定了EF，电子在能级中的分布情况也就完全确定了。对于一定的半导体，费米能级随温度以及杂质的种类和数量而变化。费米能级位置较高，说明有较多的能量较高的量子态上有电子。在绝对零度（T=0）时，费米能级EF可看成量子态是否被电子占据的一个界限。4.（注意）（1）非平衡载流子的注入光注入：用光照射半导体产生非平衡载流子的方法。（光-电器件，光-光器件）电注入：给PN结加正向偏压，PN结在接触面附近产生非平衡载流子。当金属和半导体接触时，加上适当的偏压，也可以注入非平衡载流子。电-光器件）（2）非平衡载流子的复合非平衡载流子的复合：非平衡载流子是在外界作用下产生的，当外界作用撤除以后，由于半导体的内部作用，导带中的非平衡电子将落入到价带的空状态中，使电子和空穴成对地消失。非平衡载流子的复合是半导体由非平衡态趋向平衡态的一种弛豫过程，属于统计性的过程。5.量子限制效应(QCE，QuantumConfinementEffect)，指固体材料的尺度缩小到一定值时，即在某一维度上可与电子的德布洛意波长或电子平均自由程相比拟或更小时，电子的运动受到局限，电子态呈量子化分布，连续的能带分解为分立的能级第二章1.pn结定义所谓pn结，是指采用某种技术在一块半导体材料内形成共价键结合的p型和n型区，那么p型区和n型区的界面及其二侧载流子发生变化范围的区域称为pn结。2.非平衡pn结定义：施加偏压的pn结。此时pn结处于非平衡状态，称非平衡pn结。正向偏置：偏置电压为p区电位高于n区电位反向偏置：偏置电压为n区电位高于p区电位特征--与平衡pn结相比：空间电荷区内电场发生变化---破坏了载流子扩散、漂移的动态平衡；空间电荷区宽度变化；能带结构变化；载流子分布变化；产生新的物理现象--形成电流：正向偏置条件下：空间电荷区内电场强度被削弱，载流子扩散运动大于漂移运动，形成净扩散流---称为正向电流。反向偏置条件下：空间电荷区内电场强度被增强，载流子漂移运动大于扩散运动，形成净漂移流---称为反向电流。3.载流子分布正偏：空间电荷区电场被削弱，载流子扩散大于漂移；载流子浓度在空间电荷区及边界高于其平衡值；边界处非平衡少数载流子向体内扩散；边扩散边与多子复合，在少子扩散长度处近似等于平衡少子浓度。反偏：空间电荷区电场被加强，载流子漂移运动大于扩散运动；载流子浓度在空间电荷区及边界处低于其平衡值；中性区平衡少子向空间电荷区内扩散；使扩散长度范围内少子浓度低于其平衡值；载流子低于平衡值就要有产生；扩散进空间电荷区的载流子与产生的载流子动态平衡时，反偏载流子达稳定分布。4.pn结击穿定义：反向电压增大到某一值ＶＢ时，电流急剧上升。这种现象称为pn结的击穿。相应反偏电压ＶＢ称为pn结击穿电压。击穿是pn的本征现象，本身不具有破坏性，但是如果没有恰当的限流保护措施，pn结则会因功耗过大而被热损坏。击穿机制：热击穿；隧道击穿；雪崩击穿---常见的主要击穿机制。（1）隧道击穿隧道效应---电子具有波动性，它可以一定几率穿过能量比其高的势垒区，这种现象称作隧道效应。隧道击穿---pn结反偏下，p区...