半导体物理概念
justaLoli

第一章 电子的运动状态

晶面,晶向

1.2(.2) 半导体中电子的状态和能带

布里渊区与能带:

1.3 半导体中电子的运动——有效质量

1.3.1 半导体中E与k的关系

为能带极值点泰勒展开。

1.3.2 半导体中电子的平均速度

波包中心的群速度:

结合:

能带极值附近

1.4 空穴

1.5 回旋共振现象

1.5.1 k空间等能面

一维情况:

三维情况:

1.5.2 回旋共振描述

要看书。p18

1.6 硅和锗的能带结构

:旋转轴方向的有效质量;:垂直旋转轴方向的有效质量

第三章 半导体中载流子的统计分布

3.1 状态密度

k空间中的量子态密度(计入自旋)(自旋简并,下值除2)

导带 (conduction band, c) 底附近状态密度

价带 (valence band, v)顶附近状态密度

状态密度有效质量

3.2 费米能级和载流子的统计分布

3.2.1 费米分布函数

3.2.2 玻尔兹曼分布函数

3.2.3 电子浓度和空穴浓度

称为导带/价带的有效状态密度。

3.3 本征半导体 (intrinsic semiconductor, i)

本征费米能级:

本征载流子浓度:

3.4 杂质半导体的载流子浓度

3.4.1 杂质能级上的电子和空穴

施主能级 donor level, D

受主能级 Acceptor level, A

电子 or 空穴占据杂质能级的概率:

注意这不是费米分布。

在杂质能级上的电子 or 空穴浓度 = 杂质浓度 占有几率

3.4.2 n型半导体的载流子浓度

case zero charge requirement
general
extreme low T
strong
trans
intrinsic

恒成立表达式:

低温弱电离区

强电离区

过渡区和高温本征激发区

少数载流子浓度

3.5 一般情况的载流子统计分布

case zero charge requirement
extreme low T
strong
trans

3.6 简并半导体

3.6.1 简并半导体的载流子浓度

3.6.2 简并化条件

3.6.4 禁带变窄效应

杂质能级退简并,成为杂质能带。

自补偿效应

第四章 半导体的导电性

散射

电离杂质散射

晶格振动的散射

  1. 升学波(声子散射)

平均自由时间和散射概率