半导体物理作业题VIP免费

第一章习题1.什么是电子的共有化运动答:原子组成晶体后，由于电子壳层的交叠，电子不再完全局限于某一个原子上，可以由一个原子转移到相邻的原子上去，因而，电子可以在整个晶体中运动。2.金属导体与半导体，绝缘体与半导体，导电机理主要不同之处答:金属导体与半导体:半导体中导带的电子和价带的空穴均参与导电；绝缘体与半导体:绝缘体禁带宽度很大，通常温度下激发到导带去的电子很少，所以导电性很差；半导体禁带宽度较小，通常温度下激发到导带去的电子有不少所以具有一定的导电能力。3.有效质量m*的引入意义答:有效质量概括了半导体内部势场的作用，使得在解决半导体中电子在外力作用下的运动规律时，可以不涉及半导体内部势场的作用4.外层电子与内层电子相比哪个有效质量相对质量大，为什么答:内层电子有效质量大，因为公式(自填),能带越窄，二次微商越小，有效质量越大，内层电子能带窄。1．设晶格常数为a的一维晶格，导带极小值附近能量Ec(k)和价带极大值附近能量EV(k)分别为：Ec=（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，107V/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3．如果n型半导体导带的极值在[110]轴上及相应的对称方向上，回旋共振的实验结果应如何?解：根据立方对称可以判断，总共存在12个不同方向的极值点。其回旋振的实验结果与磁感应强度的方向有关。https://wenku.baidu.com/view/6acdb5f002768e9950e73841.html（差一点公式打不上去）1）沿[110]轴方向，磁感应强度与这12个方向的方向余弦的平方分别为1，0，0.25，可以观察到3个吸收峰2）沿[100]轴方向，磁感应强度与这12个方向的方向余弦的平方分别为0.5，0，可以观察到2个吸收峰3）沿[111]轴方向，磁感应强度与这12个方向的方向余弦的平方分别为2/3，0，可以观察到2个吸收峰沿其它方向，磁感应强度与这12个方向的最多可以有6个不同的方向余弦平方，因此最多可以观察到6个不同的吸收峰·半导体物理第2章习题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。3.以Ga掺入Ge中为例，说明什么是受主杂质、受主杂质电离过程和p型半导体答:Ga有3个价电子，它与周围的四个Ge原子形成共价键，还缺少一个电子，于是在Ge晶体的共价键中产生了一个空穴，而Ga原子接受一个电子后所在处形成一个负离子中心，所以，一个Ga原子取代一个Ge原子，其效果是形成一个负电中心和一个空穴，空穴束缚在Ga原子附近，但这种束缚很弱，很小的能量就可使空穴摆脱束缚，成为在晶格中自由运动的导电空穴，而Ga原子形成一个不能移动的负电中心。这个过程叫做受主杂质的电离过程，能够接受电子而在价带中产生空穴，并形成负电中心的杂质，称为受主杂质，掺有受主型杂质的半导体叫P型半导体。4.以Si在GaAs中的行为为例，说明IV族杂质在III-V族化合物中可能出现的双性行为。答:Si取代GaAs中的Ga原子则起施主作用；Si取代GaAs中的As原子则起受主作用。导带中电子浓度随硅杂质浓度的增加而增加，当硅杂质浓度增加到一定程度时趋于饱和。硅先取代Ga原子起施主作用，随着硅浓度的增加，硅取代As原子起受主作用。5.举例说明杂质补偿作用。答:当半导体中同时存在施主和受主杂质时，若（1）ND>>NA因为受主能级低于施主能级，所以施主杂质的电子首先跃迁到NA个受主能级上，还有ND-NA个电子在施主能级上，杂质全部电离时，跃迁到导带中的导电电子的浓度为n=ND-NA。即则有效受主浓度为NAeff≈ND-NA（2）NA>>ND施主能级上的全部电子跃迁到受主能级上，受主能级上还有NA-ND个空穴，它们可接受价带上的NA-ND个电子，在价带中形成的空穴浓度p=NA-ND.即有效受主浓度为NAeff≈NA-ND（3）NA»ND时，不能向导带和价带提供电子和空...