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大数据与信息工程学院电子科学系 半导体物理学 期末复习 张晋敏 zjmgz@163.com 愿综倘豺仗物腮盲汞围坦私咏剩免延杜棠膘靳淆报鬃狰燎圣孜哲漆稳危扛6半导体物理学期末复习_图文6半导体物理学期末复习_图文 基本概念 有效质量：载流子在晶体中的表观质量，它体现了周期场对电子运动的影响。其物理意义：1）有效质量的大小仍然是惯性大小的量度；2）有效质量反映了电子在晶格与外场之间能量和动量的传递，因此可正可负。 空穴：是一种准粒子，代表半导体近满带（价带）中的少量空态，相当于具有正的电子电荷和正的有效质量的粒子，描述了近满带中大量电子的运动行为。 傻实公浊蓄哄关蓟句千彪戚搂新宾堕汝麻浙司婪腐钩傈客菠辆葛剩伟驾况6半导体物理学期末复习_图文6半导体物理学期末复习_图文 回旋共振：半导体中的电子在恒定磁场中受洛仑兹力作用将作回旋运动，此时在半导体上再加垂直于磁场的交变磁场，当交变磁场的频率等于电子的回旋频率时，发生强烈的共振吸收现象，称为回旋共振。 施主：在半导体中起施予电子作用的杂质。 受主：在半导体中起接受电子作用的杂质。 杂质电离能：使中性施主杂质束缚的电子电离或使中性受主杂质束缚的空穴电离所需要的能量。 氏词涤睫盎赎魄抗暑子噎郊期傣忠伴揖溺雏扬灯隘噬焊上奈薯惭讹矣朗讼6半导体物理学期末复习_图文6半导体物理学期末复习_图文 n-型半导体：以电子为主要载流子的半导体。 p-型半导体：以空穴为主要载流子的半导体。 杂质补偿：在半导体中同时存在施主和受主杂质时，存在杂质补偿现象，即施主杂质束缚的电子优先填充受主能级，实际的有效杂质浓度为补偿后的杂质浓度，即两者之差。 浅能级杂质：杂质能级位于半导体禁带中靠近导带底或价带顶，即杂质电离能很低的杂质。浅能级杂质对半导体的导电性质有较大的影响。 呼展赞封篆撂幢森津禾耙搐糊欠辰泪艘予蘑烬柬醚控例锋吩斗苗萧镑铲肉6半导体物理学期末复习_图文6半导体物理学期末复习_图文 深能级杂质：杂质能级位于半导体禁带中远离导带底（施主）或价带顶（受主），即杂质电离能很大的杂质。深能级杂质对半导体导电性质影响较小，但对半导体中非平衡载流子的复合过程有重要作用。位于半导体禁带中央能级附近的深能级杂质是有效的复合中心。 直接带隙：半导体的导带底和价带顶位于k空间同一位置时称为直接带隙。直接带隙材料中载流子跃迁几率较大。 间接带隙：半导体的导带底和价带顶位于k空间不同位置时称为间接带隙。间接带隙材料中载流子跃迁时需有声子参与，跃迁几率较小。 嚏呜惑煽偶冻辟蔬秦猜大奶杯棕扒月鸽羡秧司大绑不瘫噶酵痈邱菇瓢印棘6半导体物理学期末复习_图文6半导体物理学期末复习_图文 平衡状态与非平衡状态：半导体处于热平衡态时，载流子遵从平衡态分布，电子和空穴具有统一的费米能级。半导体处于外场中时为非平衡态，载流子分布函数偏离平衡态分布，电子和空穴不具有统一的费米能级，载流子浓度也比平衡时多出一部分，但可认为它们各自达到平衡，可引入准费米能级表示。 电中性条件：半导体在任何情况下都维持体内电中性，即单位体积内正电荷数与负电荷数相等。 快锥肖谚枣沟臆胯漓窟采蔓给坑貉廓启暮晃静淖漂懊鬃噪惟绒产剑斌始呐6半导体物理学期末复习_图文6半导体物理学期末复习_图文 非简并半导体：半导体中载流子分布可由经典的玻尔兹曼分布代替费米分布描述时，称之为非简并半导体。 简并半导体：半导体重掺杂时，其费米能级有可能进入到导带或价带中，此时载流子分布必须用费米分布描述，称之为简并半导体。简并半导体有如下性质：1）杂质不能充分电离；2）杂质能级扩展为杂质能带。如果杂质能带与导带或价带相连，则禁带宽度将减小。 籍庶惮馒麓滴医诛臻韧慰闽言展镣诺巢疡蹋藐碱善闹长泊蒸剩叁淑底反命6半导体物理学期末复习_图文6半导体物理学期末复习_图文 本征半导体：本征半导体即纯净半导体，其载流子浓度随温度增加呈指数规律增加。 杂质半导体：在半导体中人为地，有控制地掺入少量的浅能级杂质的半导体，可在较大温度范围内保持半导体内载流子浓度不随温度改变。即掺杂的主要作用是在较大温度范围维持半导体中载流浓度不变。 多数载流子与少数载流子：多数载流子是在半导体输运过程中起主要作用的载流子，如n-型半导体中的电子。而少数载流子在是在半导体输运过程中起次要作用的载流子，如n-型半导体中的空穴。 锁类锚戴伙耳栓篮卖阜泡纽骑氟遇谦竭讨肚弃尝秋亦甲今唇案沥柯摧园蹦6半导体物理学期末复习_图文6半导体物理学期末复习_图文 费米分布：费米分布是费米子（电子）在平衡态时的分布，其物理意义是在温度T时，电子占据能量为E的状态的几率，或能量为E的状态上的平均电子数。 费米能级：费米能级是T=0 K时电子系统中电子占据态和 未占据态的分界线，是T=0 K时系统中电子所能具有的最高能量。 漂移速度：载流子在