广东工业大学半导体物理试卷

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广东工业大学考试试卷

课程名称: 考试时间题 号 一

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一、（20分）名词解释（每题布喇菲格子，离子晶体，费仑克尔缺陷，施主能级，间接复合。二、（10分）硅晶体为金刚石结构，晶格常数为位面积上的原子数。三、（10分）已知一维晶体的电子能带可以写成 )(2

2a m h k E o =其中a 为晶格常数。求能带的宽度。四、（10分）晶格常数为场时，试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。五、（10分）设E 计算电子占据该能级的概率。

由此可以计算出单位面积上的原子数为

四、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] 设电场强度为E ，∵F =h dt dk

=q E （取绝对值） ∴dt =qE h dk

∴t=⎰t dt 0

=

⎰a qE h 21

dk =a qE h 21

代入数据得：

1、金刚石型结构：金刚石结构是一种由相同原子构成的复式晶体，它是由两个面心立方晶胞沿立方体的空间对角线彼此位移四分之一空间对角线长度套构而成。每个原子周围都有4个最近邻的原子，组成一个正四面体结构。

2、闪锌矿型结构：闪锌矿型结构的晶胞，它是由两类原子各自组成的面心立方晶格，沿空间对角线彼此位移四分之一空间对角线长度套构而成。

3、有效质量：粒子在晶体中运动时具有的等效质量，它概括了半导体内部势场

的作用。有效质量表达式为： 4、迁移率：单位电场作用下，载流子获得的平均定向运动速度，反映了载流子在电场作用下的输运能力，是半导体物理中重要的概念和参数之一。迁移率的表达式为：μ=q τ/m* 。可见，有效质量和弛豫时间（散射）是影响迁移率的因素。

5、施主能级：通过施主掺杂在半导体的禁带中形成缺陷能级，被子施主杂质束缚的电子能量状态称为施主能级。

9、受主能级：通过受主掺杂在半导体的禁带中形成缺陷能级，被受主杂质束缚的空穴的能量状态称为受主能级。

6、费米面：将自由电子的能量E 等于费米能级Ef 的等能面称为费米面。

7、点缺陷：是最简单的晶体缺陷，它是在 结点上 或 邻近的微观区域内 偏离晶体结构的正常排列 的一种缺陷。包括：间隙原子和空位是成对出现的弗仓克耳缺陷 和只在晶体内形成空位而无间隙原子的肖特基缺陷。

8、状态密度：就是在能带中能量E 附近每单位能量间隔内的量子态数。

11、空穴：在电子挣脱价键的束缚成为自由电子，其价键中所留下来的空位。

12、费米分布：大量电子在不同能量量子态上的统计分布。费米分布函数为： 13、载流子的漂移：在外加电压时，导体或半导体内的载流子受电场力的作2

22*dk E

d h m n =dE

dZ

E g =)(T

k E E F

e E

f 011

)(-+=

用，做定向运动。

14、本征载流子：就是本征半导体中的载流子（电子和空穴），即不是由掺杂所产生出来的。

15、热载流子：比零电场下的载流子具有更高平均动能的载流子。

16、爱因斯坦关系：对电子D n/μn =k0T/q 对空穴D p/μp =k0T/q它表明非简并情况下载流子的迁移率和扩散系数之间的关系。

17、陷阱效应：杂质能级积累非平衡载流子的作用就称为陷阱效应。

18、回旋共振：一些物质如半导体中的载流子在一定的恒定磁场和高频磁场同时作用

10、直接复合：导带中的电子越过禁带直接跃迁到价带，与价带中的空穴复合，这样的复合过程称为直接复合

下会发生抗磁共振。

19、间接复合：导带中的电子通过禁带的复合中心能级与价带中的空穴复合，这样的复合过程称为间接复合。