固体物理和半导体知识点归纳整理.doc

1 - 固体物理与半导体物理 符号定义： EC导带底的能量 EV导带底的能量 NC导带的有效状态密度 NV价带的有效状态密度 n0导带的电子浓度 p0价带的电子浓度 ni本征载流子浓度 Eg=EC—EV禁带宽度 Ei本征费米能级 EF费米能级 EnF电子准费米能级 EpF空穴准费米能级 ND施主浓度 NA受主浓度 nD施主能级上的电子浓度 pA受主能级上的空穴浓度 ED施主能级 EA受主能级 n+D电离施主浓度 p-A电离受主浓度 半导体基本概念： 满带：整个能带中所有能态都被电子填满。 空带：整个能带中完全没有电子填充；如有电子由于某种原因进入空带，也具有导电性，所以空带也称导带。 导带：整个能带中只有部分能态被电子填充。 价带：由价电子能级分裂而成的能带；绝缘体、半导体的价带是满带。 禁带：能带之间的能量间隙，没有允许的电子能态。 1、什么是布拉菲格子? 答：如果晶体由一种原子组成，且基元中仅包含一个原子，则形成的晶格叫做布拉菲格子。 2、布拉菲格子与晶体结构之间的关系? 答：布拉菲格子＋基元＝晶体结构。 什么是复式格子?复式格子是怎么构成? 答：复式格子是基元含有两个或两个以上原子的晶格(可是同类、异类)；复式格子由两个或多个相同的布拉菲格子以确定的方位套购而成。 厡胞和晶胞是怎样选取的?它们各自有什么特点? 答：厡胞选取方法：体积最小的周期性(以基矢为棱边围成)的平行六面体,选取方法不唯一，但它们体积相等，都是最小的重复单元。 特点：(1)只考虑周期性，体积最小的重复单元；(2)格点在顶角上，内部和面上没有格点；(3)每个原胞只含一个格点。(4)体积： ；(5)原胞反映了晶格的周期性，各原胞中等价点的物理量相同。 晶胞选取方法：考虑到晶格的重复性，而且还要考虑晶体的对称性，选取晶格重复单元。 特点：(1)既考虑了周期性又考虑了对称性 所选取的重复单元。(体积不一定最小) ；(2)体心或面心上可能有格点；(3)包含格点不止一个；(4)基矢用表示。 如何在复式格子中找到布拉菲格子?复式格子是如何选取厡胞和晶胞的? 答：复式格子中找到布拉菲格子方法：将周围相同的原子找出。 金刚石结构是怎样构成的? 答：两个由碳原子组成的面心立方沿立方体体对角线位移1/4套购而成。 氯化钠、氯化铯的布拉菲格子是什么结构? 答：氯化钠布拉菲格子是面心立方；氯化铯的布拉菲格子是简单立方。 密堆积有几种密积结构?它们是布拉菲格子还是复式格子? 答：密堆积有两种密积结构；密积六方是复式格子，密积立方是布拉菲格子。 9、8种独立的基本对称操作是什么? 答：8种独立的基本对称操作： 10、7大晶系是什么? 答：7大晶系是：立方、四方、六方、三方、正交、单斜、三斜。 怎样确定晶列指数和晶面指数? 答：晶列指数确定：以某个格点为原点，以为厡胞的3个基矢、则晶格中任一各点的位矢可以表示为：，将化为互质的整数m、n、p，求的晶列指数[m n p]，晶列指数可正、可负、可为零。 晶面指数确定：(1)找出晶面在三基矢方向的截距；(2)化截距的倒数之比为互质整数之比；(3)(h1h2h3)晶面指数 。 通过原点的晶面如何求出其晶面指数? 答：晶面指数是指格点分布在一系列相互平行的平面上－晶面，故将原点的晶面沿法线方向平移一段距离，找出晶面在三基矢方向的截距，化截距的倒数之比为互质整数之比，(h1h2h3)晶面指数 。 晶面指数与晶面在三坐标轴上的截距之间的关系? 答：倒数关系。 倒格子的定义?正倒格子之间的关系? 答：倒格子的定义：周期分布点子所组成的格子，描述晶体结构周期性的另一种类型的格子。 倒格子基矢的定义：设晶格(正格子)厡胞的基矢为，则对应的倒格子厡胞基矢为。则 正倒格子之间的关系：(1)原胞体积之间的关系； (2)倒格矢与一族平行晶面之间的关系； (3)正格矢与倒格矢的点积为2π的整数倍； (4)正倒格子互为傅里叶变换。 一维单原子晶格的色散关系?色散关系周期性的物理意义? 答：一维单原子晶格