半导体物理学题库
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半导体物理学试题库完整1.能够传导电荷的有效质量与能量函数对于波矢的二阶导数成反比。
有效质量的引入反映了晶体材料内部势场的作用。
2.半导体导带中的电子浓度取决于状态密度(即量子态按能量如何分布)和费米分布函数(即电子在不同能量的量子态上如何分布)。
3.当两种不同半导体接触后,费米能级较高的半导体界面一侧带正电。
在达到热平衡后,两者的费米能级相等。
4.半导体硅的价带极大值位于空间第一布里渊区的中央,其导带极小值位于[100]方向上距布里渊区边界约0.85倍处。
因此,它属于间接带隙半导体。
5.形成间隙原子和空位成对的点缺陷称为弗仑克耳缺陷。
形成原子空位而无间隙原子的点缺陷称为肖特基缺陷。
6.在一定温度下,与费米能级持平的量子态上的电子占据概率为1/2.高于费米能级2kT能级处的占据概率为1/1+exp(2)。
7.从能带角度来看,锗、硅属于间接带隙半导体,而砷化稼属于直接带隙半导体。
后者有利于光子的吸收和发射。
8.通常将服从XXX分布的电子系统称为非简并性系统,将服从费米分布的电子系统称为简并性系统。
9.对于同一种半导体材料,其电子浓度和空穴浓度的乘积与温度有关。
而对于不同的半导体材料,其浓度积在一定的温度下将取决于禁带宽度的大小。
10.半导体的晶格结构形式多种多样。
常见的Ge和Si材料,其原子均通过共价键四面体相互结合,属于金刚石结构;与Ge和Si晶格结构类似,两种不同元素形成的化合物半导体通过共价键四面体还可以形成闪锌矿和纤锌矿等两种晶格结构。
11.如果电子从价带顶跃迁到导带底时XXX不发生变化,则具有这种能带结构的半导体称为直接禁带半导体。
否则称为间接禁带半导体。
A。
在质量较大的原子组成的半导体中,存在着空穴。
B。
空穴主要存在于价带顶附近曲率较大的等能面上。
C。
同样,空穴也可以存在于价带顶附近曲率较小的等能面上。
D。
空穴也可以出现在自旋-轨道耦合分裂出来的能带上。
12.电子在导带能级中分布的概率表达式是exp(-E-Ec)/(kT),其中E为能级,Ec为导带底能级,k为玻尔兹曼常数,T为温度。
《半导体物理学》习题库共12页

第 1 章思考题和习题1. 300K 时硅的晶格常数a=5.43 ?,求每个晶胞内所含的完整原子数和原子密度为多少?2. 综述半导体材料的基本特性及Si、GaAs的晶格结构和特征。
3. 画出绝缘体、半导体、导体的简化能带图,并对它们的导电性能作出定性解释。
4. 以硅为例,简述半导体能带的形成过程。
5. 证明本征半导体的本征费米能级E i 位于禁带中央。
6. 简述迁移率、扩散长度的物理意义。
7. 室温下硅的有效态密度Nc=2.8 X 1019cm3, K T=0.026eV,禁带宽度Eg=1.12eV,如果忽略禁带宽度随温度的变化,求:(a)计算77K、300K、473K 3 个温度下的本征载流子浓度。
(b)300K本征硅电子和空穴的迁移率分别为1450cm i/V • s和2500cm/V • s,计算本征硅的电阻率是多少?8. 某硅棒掺有浓度分别为1016/cm3和1018/cm3的磷,求室温下的载流子浓度及费米能级E FN的位置(分别从导带底和本征费米能级算起)。
9. 某硅棒掺有浓度分别为1015/cm3和1017/cm3的硼,求室温下的载流子浓度及费米能级E FP的位置(分别从价带顶和本征费米能级算起)。
10. 求室温下掺磷为1017/cm3的N+型硅的电阻率与电导率。
11. 掺有浓度为3X 1016cm-3的硼原子的硅,室温下计算:(a)光注入△ n=A p=3X 1012 cm-3的非平衡载流子,是否为小注入?为什么?(b)附加光电导率为多少?(c)画出光注入下的准费米能级 E FN和E FP(E i为参考)的位置示意图。
(d)画出平衡下的能带图,标出E C、E V、E FP、E i 能级的位置,在此基础上再画出光注入时,H P和E FN',并说明偏离E FP的程度是不同的。
12. 室温下施主杂质浓度N D=4X 1015 cm-3的N型半导体,测得载流子迁移率口n=1050cm2/V • s,口P=400 cm2/V • s, K T/q=0.026V,求相应的扩散系数和扩散长度为多少?第2章思考题和习题1 .简述PN结空间电荷区的形成过程和动态平衡过程。
半导体物理试题及答案

半导体物理试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间,这是由于()。
A. 半导体的原子结构B. 半导体的电子结构C. 半导体的能带结构D. 半导体的晶格结构答案:C2. 在半导体中,电子从价带跃迁到导带需要()。
A. 吸收能量B. 释放能量C. 吸收光子D. 释放光子答案:A3. PN结形成的基础是()。
A. 杂质掺杂B. 温度变化C. 压力变化D. 磁场变化答案:A4. 半导体器件中的载流子主要是指()。
A. 电子B. 空穴C. 电子和空穴D. 光子答案:C5. 半导体的掺杂浓度越高,其导电性能()。
A. 越好B. 越差C. 不变D. 先变好再变差答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 半导体的导电性能可以通过改变其________来调节。
答案:掺杂浓度2. 半导体的能带结构中,价带和导带之间的能量差称为________。
答案:带隙3. 在半导体中,电子和空穴的复合现象称为________。
答案:复合4. 半导体器件中的二极管具有单向导电性,其导通方向是从________到________。
答案:阳极阴极5. 半导体的PN结在外加正向电压时,其内部电场会________。
答案:减弱三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述半导体的掺杂原理。
答案:半导体的掺杂原理是指通过向半导体材料中掺入少量的杂质元素,改变其电子结构,从而调节其导电性能。
掺入的杂质元素可以是施主杂质(如磷、砷等),它们会向半导体中引入额外的电子,形成N型半导体;也可以是受主杂质(如硼、铝等),它们会在半导体中形成空穴,形成P型半导体。
2. 描述PN结的工作原理。
答案:PN结是由P型半导体和N型半导体结合而成的结构。
在PN结中,P型半导体的空穴会向N型半导体扩散,而N型半导体的电子会向P型半导体扩散。
由于扩散作用,会在PN结的交界面形成一个内建电场,该电场会阻止更多的载流子通过PN结。
半导体物理学题库总结

一.填空题1.能带中载流子的有效质量反比于能量函数关于波矢的_________,引入有效质量的意义在于其反应了晶体资料的_________的作用。
(二阶导数,内部势场)2.半导体导带中的电子浓度取决于导带的_________ (即量子态按能量怎样散布)和_________(即电子在不一样能量的量子态上怎样散布)。
(状态密度,费米散布函数), 费米能级较高的半导体界面一侧带________电,达到热均衡后3.两种不一样半导体接触后二者的费米能级________。
(正,相等)4.半导体硅的价带极大值位于空间第一布里渊区的中央,其导带极小值位于________方向上距布里渊区界限约0.85 倍处,所以属于_________半导体。
( [100] ,间接带隙)5.空隙原子和空位成对出现的点缺点称为_________;形成原子空位而无空隙原子的点缺陷称为 ________。
(弗仑克耳缺点,肖特基缺点)6.在必定温度下,与费米能级持平的量子态上的电子占有概率为_________,高于费米能级 2kT 能级处的占有概率为 _________。
( 1/2, 1/1+exp(2) )7.从能带角度来看,锗、硅属于_________半导体,而砷化稼属于_________半导体,后者有益于光子的汲取和发射。
(间接带隙,直接带隙)8.往常把听从 _________的电子系统称为非简并性系统,听从_________的电子系统称为简并性系统。
(玻尔兹曼散布,费米散布)9. 关于同一种半导体资料其电子浓度和空穴浓度的乘积与_________相关,而关于不一样的半导体资料其浓度积在必定的温度下将取决于_________的大小。
(温度,禁带宽度)10. 半导体的晶格构造式多种多样的,常有的Ge 和 Si 资料,其原子均经过共价键四周体相互联合,属于 ________构造;与 Ge 和 Si 晶格构造近似,两种不一样元素形成的化合物半导体经过共价键四周体还能够形成_________和纤锌矿等两种晶格构造。
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一.填空题1.能带中载流子的有效质量反比于能量函数对于波矢的.引入有效质量的意义在于其反映了晶体材料的的作用。
(二阶导数.内部势场)2.半导体导带中的电子浓度取决于导带的(即量子态按能量如何分布)和(即电子在不同能量的量子态上如何分布)。
(状态密度.费米分布函数)3.两种不同半导体接触后,费米能级较高的半导体界面一侧带电.达到热平衡后两者的费米能级。
(正.相等)4.半导体硅的价带极大值位于空间第一布里渊区的中央.其导带极小值位于方向上距布里渊区边界约0.85倍处.因此属于半导体。
([100].间接带隙)5.间隙原子和空位成对出现的点缺陷称为;形成原子空位而无间隙原子的点缺陷称为。
(弗仑克耳缺陷.肖特基缺陷)6.在一定温度下.与费米能级持平的量子态上的电子占据概率为.高于费米能级2kT能级处的占据概率为。
(1/2.1/1+exp(2))7.从能带角度来看.锗、硅属于半导体.而砷化稼属于半导体.后者有利于光子的吸收和发射。
(间接带隙.直接带隙)8.通常把服从的电子系统称为非简并性系统.服从的电子系统称为简并性系统。
(玻尔兹曼分布.费米分布)9.对于同一种半导体材料其电子浓度和空穴浓度的乘积与有关.而对于不同的半导体材料其浓度积在一定的温度下将取决于的大小。
(温度.禁带宽度)10.半导体的晶格结构式多种多样的.常见的Ge和Si材料.其原子均通过共价键四面体相互结合.属于结构;与Ge和Si晶格结构类似.两种不同元素形成的化合物半导体通过共价键四面体还可以形成和纤锌矿等两种晶格结构。
(金刚石.闪锌矿)11.如果电子从价带顶跃迁到导带底时波矢k不发生变化.则具有这种能带结构的半导体称为禁带半导体.否则称为禁带半导体。
(直接.间接)12.半导体载流子在输运过程中.会受到各种散射机构的散射.主要散射机构有、、中性杂质散射、位错散射、载流子间的散射和等价能谷间散射。
(电离杂质的散射.晶格振动的散射)13.半导体中的载流子复合可以有很多途径.主要有两大类:的直接复合和通过禁带内的进行复合。
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半导体物理学题库半导体物理学是研究半导体材料物理性质和内部微观过程的学科,它对于现代电子技术的发展起着至关重要的作用。
为了帮助大家更好地学习和掌握这门学科,我们精心整理了一份半导体物理学题库。
一、选择题1、以下哪种材料不是常见的半导体?()A 硅B 锗C 铜D 砷化镓答案:C解析:铜是导体,不是半导体。
硅、锗和砷化镓都是常见的半导体材料。
2、半导体中载流子的主要类型有()A 电子和空穴B 正离子和负离子C 质子和中子D 原子和分子答案:A解析:在半导体中,参与导电的载流子主要是电子和空穴。
3、本征半导体的电导率主要取决于()A 温度B 杂质浓度C 晶体结构D 外加电场答案:A解析:本征半导体的电导率主要由温度决定,温度升高,本征激发增强,载流子浓度增加,电导率增大。
4、施主杂质在半导体中提供()A 电子B 空穴C 电子和空穴D 既不提供电子也不提供空穴答案:A解析:施主杂质能够释放电子,从而增加半导体中的电子浓度。
5、受主杂质在半导体中提供()A 电子B 空穴C 电子和空穴D 既不提供电子也不提供空穴答案:B解析:受主杂质能够接受电子,从而增加半导体中的空穴浓度。
二、填空题1、半导体的能带结构中,导带和价带之间的能量间隔称为________。
答案:禁带宽度2、常见的半导体晶体结构有________、________和________。
答案:金刚石结构、闪锌矿结构、纤锌矿结构3、本征半导体中,电子浓度和空穴浓度的乘积是一个________。
答案:常数4、半导体中的扩散电流是由________引起的。
答案:载流子浓度梯度5、当半导体处于热平衡状态时,费米能级的位置在________。
答案:禁带中央附近三、简答题1、简述半导体的导电机制。
答:半导体的导电机制主要依靠电子和空穴两种载流子。
在本征半导体中,温度升高时,价带中的电子获得能量跃迁到导带,形成电子空穴对,从而产生导电能力。
在外加电场作用下,电子和空穴分别向相反的方向移动,形成电流。
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半导体物理学试题库一.填空题1.能带中载流子的有效质量反比于能量函数对于波矢的_________,引入有效质量的意义在于其反映了晶体材料的_________的作用。
(二阶导数,内部势场)2.半导体导带中的电子浓度取决于导带的_________(即量子态按能量如何分布)和 _________(即电子在不同能量的量子态上如何分布)。
(状态密度,费米分布函数)3.两种不同半导体接触后, 费米能级较高的半导体界面一侧带________电,达到热平衡后两者的费米能级________。
(正,相等)4.半导体硅的价带极大值位于空间第一布里渊区的中央,其导带极小值位于________方向上距布里渊区边界约0.85倍处,因此属于_________半导体。
([100],间接带隙)5.间隙原子和空位成对出现的点缺陷称为_________;形成原子空位而无间隙原子的点缺陷称为________。
(弗仑克耳缺陷,肖特基缺陷)6.在一定温度下,与费米能级持平的量子态上的电子占据概率为_________,高于费米能级2kT能级处的占据概率为_________。
(1/2,1/1+exp(2))7.从能带角度来看,锗、硅属于_________半导体,而砷化稼属于_________半导体,后者有利于光子的吸收和发射。
(间接带隙,直接带隙)8.通常把服从_________的电子系统称为非简并性系统,服从_________的电子系统称为简并性系统。
(玻尔兹曼分布,费米分布)9. 对于同一种半导体材料其电子浓度和空穴浓度的乘积与_________有关,而对于不同的半导体材料其浓度积在一定的温度下将取决于_________的大小。
(温度,禁带宽度)10. 半导体的晶格结构式多种多样的,常见的Ge和Si材料,其原子均通过共价键四面体相互结合,属于________结构;与Ge和Si晶格结构类似,两种不同元素形成的化合物半导体通过共价键四面体还可以形成_________和纤锌矿等两种晶格结构。
半导体物理试题库及答案

半导体物理试题库及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 在半导体中,电子从价带跃迁到导带所需能量的最小值称为:A. 禁带宽度B. 费米能级C. 载流子浓度D. 电子亲和能答案:A2. 下列哪种半导体材料的禁带宽度大于硅?A. 锗B. 砷化镓C. 硅D. 碳化硅答案:D3. PN结在正向偏置时,其导电性能主要取决于:A. 电子B. 空穴C. 杂质D. 复合答案:B4. 半导体器件中,二极管的导通电压通常为:A. 0.2VB. 0.7VC. 1.5VD. 3.3V答案:B5. 在半导体物理学中,霍尔效应可以用来测量:A. 载流子浓度B. 载流子迁移率C. 载流子类型D. 所有以上答案:D二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 下列哪些因素会影响半导体的载流子浓度?(多选)A. 温度B. 光照C. 杂质浓度D. 材料类型答案:ABCD2. 半导体器件的能带结构包括:A. 价带B. 导带C. 禁带D. 费米能级答案:ABC3. 下列哪些是半导体材料的特性?(多选)A. 导电性介于导体和绝缘体之间B. 导电性随温度升高而增加C. 导电性随光照强度增加而增加D. 导电性随杂质浓度增加而增加答案:ABCD三、填空题(每空1分,共20分)1. 半导体材料的导电性可以通过掺杂来改变,其中掺入____类型的杂质可以增加载流子浓度。
答案:施主2. 在PN结中,当外加电压的方向与PN结内电场方向相反时,称为______偏置。
答案:反向3. 半导体材料的导电性随温度升高而______。
答案:增加4. 半导体器件的能带结构中,价带和导带之间的区域称为______。
答案:禁带5. 霍尔效应测量中,当载流子受到垂直于电流方向的磁场作用时,会在垂直于电流和磁场的方向上产生______。
答案:霍尔电压四、简答题(每题5分,共10分)1. 简述半导体材料的导电机制。
答案:半导体材料的导电机制主要涉及价带中的电子获得足够能量跃迁到导带,从而成为自由电子,同时在价带中留下空穴。
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1.填空题1.能带中载流子的有效质量反比于能量函数对于波矢的_________,引入有效质量的意义在于其反映了晶体材料的_________的作用。
(二阶导数,内部势场)2.半导体导带中的电子浓度取决于导带的_________(即量子态按能量如何分布)和 _________(即电子在不同能量的量子态上如何分布)。
(状态密度,费米分布函数)3.两种不同半导体接触后, 费米能级较高的半导体界面一侧带________电,达到热平衡后两者的费米能级________。
(正,相等)4.半导体硅的价带极大值位于空间第一布里渊区的中央,其导带极小值位于________方向上距布里渊区边界约0.85倍处,因此属于_________半导体。
([100],间接带隙)5.间隙原子和空位成对出现的点缺陷称为_________;形成原子空位而无间隙原子的点缺陷称为________。
(弗仑克耳缺陷,肖特基缺陷)6.在一定温度下,与费米能级持平的量子态上的电子占据概率为_________,高于费米能级2kT能级处的占据概率为_________。
(1/2,1/1+exp(2))7.从能带角度来看,锗、硅属于_________半导体,而砷化稼属于_________半导体,后者有利于光子的吸收和发射。
(间接带隙,直接带隙)8.通常把服从_________的电子系统称为非简并性系统,服从_________的电子系统称为简并性系统。
(玻尔兹曼分布,费米分布)9. 对于同一种半导体材料其电子浓度和空穴浓度的乘积与_________有关,而对于不同的半导体材料其浓度积在一定的温度下将取决于_________的大小。
(温度,禁带宽度)10. 半导体的晶格结构式多种多样的,常见的Ge和Si材料,其原子均通过共价键四面体相互结合,属于________结构;与Ge和Si晶格结构类似,两种不同元素形成的化合物半导体通过共价键四面体还可以形成_________和纤锌矿等两种晶格结构。
(金刚石,闪锌矿)11. 如果电子从价带顶跃迁到导带底时波矢k不发生变化,则具有这种能带结构的半导体称为_________禁带半导体,否则称为_________禁带半导体。
(直接,间接)12. 半导体载流子在输运过程中,会受到各种散射机构的散射,主要散射机构有_________、_________ 、中性杂质散射、位错散射、载流子间的散射和等价能谷间散射。
(电离杂质的散射,晶格振动的散射)13. 半导体中的载流子复合可以有很多途径,主要有两大类:_________的直接复合和通过禁带内的_________进行复合。
(电子和空穴,复合中心)14. 反向偏置pn结,当电压升高到某值时,反向电流急剧增加,这种现象称为pn结击穿,主要的击穿机理有两种:_________击穿和_________击穿。
(雪崩,隧道)15. _________杂质可显著改变载流子浓度;_________杂质可显著改变非平衡载流子的寿命,是有效的复合中心。
(浅能级,深能级)2.选择题1.本征半导体是指( A )的半导体。
A.不含杂质和缺陷 B.电阻率最高C.电子密度和空穴密度相等 D.电子密度与本征载流子密度相等2. 如果一半导体的导带中发现电子的几率为零,那么该半导体必定(D )。
A. 不含施主杂质B. 不含受主杂质C. 不含任何杂质D. 处于绝对零度3. 有效复合中心的能级必靠近( A )。
A. 禁带中部B. 导带C. 价带D. 费米能级4.对于只含一种杂质的非简并n型半导体,费米能级E F随温度上升而( D )。
A. 单调上升B. 单调下降C. 经过一个极小值趋近EiD. 经过一个极大值趋近Ei5. 当一种n型半导体的少子寿命由直接辐射复合决定时,其小注入下的少子寿命正比于( A )。
A. 1/n0B. 1/△nC. 1/p0D. 1/△p6. 在Si材料中掺入P,则引入的杂质能级( B )A. 在禁带中线处B. 靠近导带底C. 靠近价带顶D. 以上都不是7.公式中的τ是半导体载流子的( C )。
A. 迁移时间B. 寿命C. 平均自由时间D. 扩散时间8. 对于一定的n型半导体材料,温度一定时,减少掺杂浓度,将导致(D )靠近E i。
A. E cB. E vC. E gD. E F9. 在晶体硅中掺入元素( B )杂质后,能形成N型半导体。
A. 锗B. 磷C. 硼D. 锡10. 对大注入条件下,在一定的温度下,非平衡载流子的寿命与( D )。
A.平衡载流子浓度成正比 B.非平衡载流子浓度成正比C.平衡载流子浓度成反比 D.非平衡载流子浓度成反比11. 重空穴是指( C )A. 质量较大的原子组成的半导体中的空穴B. 价带顶附近曲率较大的等能面上的空穴C. 价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴D. 自旋-轨道耦合分裂出来的能带上的空穴12. 电子在导带能级中分布的概率表达式是( C )。
A. B. C. D.13. 如在半导体中以长声学波为主要散射机构是,电子的迁移率与温度的( B )。
A. 平方成正比B. 次方成反比C. 平方成反比D. 次方成正比14. 把磷化镓在氮气氛中退火,会有氮取代部分的磷,这会在磷化镓中出现( D )。
A. 改变禁带宽度B. 产生复合中心C. 产生空穴陷阱D. 产生等电子陷阱15. 一般半导体器件使用温度不能超过一定的温度,这是因为载流子浓度主要来源于_________,而将_________忽略不计。
( A )A. 杂质电离,本征激发B. 本征激发,杂质电离C. 施主电离,本征激发D. 本征激发,受主电离16. .一块半导体寿命τ=15µs,光照在材料中会产生非平衡载流子,光照突然停止30µs后,其中非平衡载流子将衰减到原来的( C )。
A. 1/4 B. 1/e C. 1/e2 D. 1/217. 半导体中由于浓度差引起的载流子的运动为( B )。
A. 漂移运动B. 扩散运动C. 热运动D. 共有化运动18. 硅导带结构为( D )。
A. 位于第一布里渊区内沿<100>方向的6个球形等能面B. 一半位于第一布里渊区内沿<111>方向的6个球形等能面C. 一半位于第一布里渊区内沿<111>方向的8个椭球等能面D. 位于第一布里渊区内沿<100>方向的6个椭球等能面19. 杂质半导体中的载流子输运过程的散射机构中,当温度升高时,电离杂质散射的概率和晶格振动声子的散射概率的变化分别是( B )。
A.变大,变小B.变小,变大C.变小,变小D.变大,变大20. 与半导体相比较,绝缘体的价带电子激发到导带所需的能量( A )。
A. 比半导体的大B. 比半导体的小C. 与半导体的相等D. 不确定21. 一般半导体它的价带顶位于_________,而导带底位于_________。
( D )A. 波矢k=0或附近,波矢k≠0B. 波矢k≠0,波矢k=0或附近C. 波矢k=0,波矢k≠0D. 波矢k=0或附近,波矢k≠0 或k=022. 锗的晶格结构和能带结构分别是( C )。
A. 金刚石型和直接禁带型B. 闪锌矿型和直接禁带型C. 金刚石型和间接禁带型D. 闪锌矿型和间接禁带型23. 如果杂质既有施主的作用又有受主的作用,则这种杂质称为( D )。
A. 施主B. 复合中心C. 陷阱D. 两性杂质24. 杂质对于半导体导电性能有很大影响,下面哪两种杂质分别掺杂在硅中能显著地提高硅的导电性能( C )。
A. 硼或铁B. 铁或铜C. 硼或磷D. 金或银25. 当施主能级E D与费米能级E F相等时,电离施主的浓度为施主浓度的( C )倍;A. 1B. 1/2C. 1/3D. 1/426. 同一种施主杂质掺入甲、乙两种半导体,如果甲的相对介电常数εr是乙的3/4,m n*/m0值是乙的2倍,那么用类氢模型计算结果是( D )。
A. 甲的施主杂质电离能是乙的8/3,弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/4B. 甲的施主杂质电离能是乙的3/2,弱束缚电子基态轨道半径为乙的32/9C. 甲的施主杂质电离能是乙的16/3,弱束缚电子基态轨道半径为乙的8/3D. 甲的施主杂质电离能是乙的32/9,的弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/827. 本征半导体费米能级的表达式是。
( B )A. B.C. D.28. 载流子在电场作用下的运动为( A )。
A. 漂移运动B. 扩散运动C. 热运动D. 共有化运动29. 下面情况下的材料中,室温时功函数最大的是( A )。
A. 含硼1×1015cm-3的硅B. 含磷1×1016cm-3的硅C. 含硼1×1015cm-3,磷1×1016cm-3的硅D. 纯净的硅30.一般可以认为,在温度不很高时,能量大于费米能级的量子态基本上_________,而能量小于费米能级的量子态基本上为__________,而电子占据费米能级的概率在各种温度下总是_________,所以费米能级的位置比较直观地标志了电子占据量子态的情况,通常就说费米能级标志了电子填充能级的水平。
( A )A. 没有被电子占据,电子所占据,1/2B. 电子所占据,没有被电子占据,1/2C. 没有被电子占据,电子所占据,1/3D. 电子所占据,没有被电子占据,1/33.简答题1.简要说明费米能级的定义、作用和影响因素。
答:电子在不同能量量子态上的统计分布概率遵循费米分布函数:费米能级E F是确定费米分布函数的一个重要物理参数,在绝对零度是,费米能级E F反映了未占和被占量子态的能量分界线,在某有限温度时的费米能级E F反映了量子态占据概率为二分之一时的能量位置。
确定了一定温度下的费米能级E F位置,电子在各量子态上的统计分布就可完全确定。
费米能级E F的物理意义是处于热平衡状态的电子系统的化学势,即在不对外做功的情况下,系统中增加一个电子所引起的系统自由能的变化。
半导体中的费米能级E F一般位于禁带内,具体位置和温度、导电类型及掺杂浓度有关。
只有确定了费米能级E F就可以统计得到半导体导带中的电子浓度和价带中的空穴浓度。
2.在本征半导体中进行有意掺杂各种元素,可改变材料的电学性能。
请解释什么是浅能级杂质、深能级杂质,它们分别影响半导体哪些主要性质;什么是杂质补偿?杂质补偿的意义何在?答:浅能级杂质是指其杂质电离能远小于本征半导体的禁带宽度的杂质。
它们电离后将成为带正电(电离施主)或带负电(电离受主)的离子,并同时向导带提供电子或向价带提供空穴。
它可有效地提高半导体的导电能力。
掺杂半导体又分为n型半导体和p型半导体。
深能级杂质是指杂质所在的能级位置在禁带中远离导带或价带,在常温下很难电离,不能对导带的电子或价带的空穴的浓度有所贡献,但它可以提供有效的复合中心,在光电子开关器件中有所应用。