半导体物理试卷A

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，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。

这样的复合过程称为间接复合。

二、解：已知硅为金刚石结构，（110）面上原子排列如图

由此可以计算出单位面积上的原子数为4/(5.43×5.43×1.414×10-20)(cm-2)

=9.6×1014cm-2

三、

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

=

⎰

a qE h 210

dk =a qE h 21

代入数据得：

t ＝E ⨯⨯⨯⨯⨯⨯--10

19-34105.2106.121062.6＝E 6103.8-⨯（s ）

当E ＝102 V/m 时，t ＝8.3×10－8（s ）；E ＝107V/m 时，t ＝8.3×10－13（s ）。

五、解：费米分布函数为

T k E E F e E f 0/)(11)(-+=

当E －EF 等于1.5k 0T 时，f ＝0.182 玻耳兹曼分布函数为T

k E E B o F

e

E f --=)(

当E －EF 等于1.5k 0T 时，f ＝0.223

上述结果显示在费米能级附近费米分布和玻耳兹曼分布有一定的差距。