固态电子论半导体物理固体物理部分名词解释(精)

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<固体物理部分 >

晶体:构成粒子(原子,分子,集团周期性排列的固体,具有长程有序性,有固定的熔点,具有自限性, 各向异性和解理性特点的固体。

布拉伐点阵:晶体的周期性结构可以看作相同的点在空间周期性无限分布所形成的系统,称为布拉伐点阵。

布拉伐格子:在空间点阵用三组不共面平行线连起来的空间网格称为布拉伐格子。

基元:布拉伐格子中的最小重复单位称为基元。

原胞:在布拉伐格子中的最小重复区域称为原胞。

晶胞:为了同时反应晶体的周期性和对称性,常常选取最小的重复单位的整数倍作为重复单元,这种单元称为晶胞。

倒格子:分别以 b1,b2,b3, 作为基矢,构成的网格称作倒格子,其中

布里渊区:在倒格子中,以某个倒格点作为原点,作出它到其他所有倒格点的矢量的垂直平分面,这些面将倒空间分割成有内置外的相等区域,称为布里渊区。

五种晶体结合力方式:

离子结合和离子晶体:

共价结合和共价晶体:能把两个原子结合在一起的的一对为两个原子自旋相反配对的电子结构称为共价键。

金属结合和金属晶体:作用力来自带正电原子实和负电电子云的吸引力,电子云重叠产生强烈的排斥作用的排斥力结合的称为金属晶体。

回旋共振基本原理:固定交变电磁场的频率,改变磁感应强度以观测吸收现象,由于电子空穴的有效质量

具有方向上的各向异性,所以在不同方向上能出现不同的吸收峰。

杂质能级:在掺入施主杂质的半导体中,由于杂质电离出电子,使得周期性势场遭到破坏,因而杂质的电

子不可能处于正常的导带和价带中,而在禁带中引入了等高的分立能级,即杂质能级。

施主能级:电子被施主杂质束缚时的能量状态称为施主能级。

受主能级:空穴被受主杂质束缚时的能量状态称为受主能级。

施主杂质:在半导体中掺入杂质,杂质原子电离后向导带提供电子,而自身成为不可移动的带正电的离子, 使得半导体成为 N 型半导体,这种杂质称为施主杂质。

受主杂质:在半导体中掺入杂质,杂质原子电离后接受价带上的电子,而自身成为不可移动的带负电的离子,使得半导体成为 P 型半导体,这种杂质称为受主杂质。

深能级:深能级一种电离能非常大的杂质电离产生的能级,施主杂质的深能级远离导带底,受主杂质的深

能级远离价带顶,深能级特点有,深能级含量极少,不易在室温下电离,对载流子浓度影响不大,深能级

一般会有多重电离,能产生施主和受主能级,能级的位置有利于促进载流子的复合,是少子寿命降低,形

成复合中心杂质。并且深能级杂质电离后对载流子起散射作用,使载流子迁移率减少,导电性能下降。

杂质补偿:半导体中同时存在施主杂质和受主杂质时,他们的共同作用会使载流子减少,这种作用称作杂质补偿。

费米能级:费米分布函数 ,其中的 Ef

就是费米能级,它是热力学电子系统的的化学势,费米能级

是反应各个能级电子分布情况的参数,标志电子填充水平,影响费米能级的因素有, 1,半导体导电类型。 2,杂质含量。 3,温度。 4,能量零点的选取。

简并半导体:当掺杂浓度比较高, 或温度足够低, 费米能级会接近导带底 (价带顶甚至进入导带 (价带 , 这种半导体称为简并半导体。

非简并半导体:当掺杂浓度不算高, 费米能级处于禁带中并且远离导带 (价带 , 一般划分条件是 Ec-Ef>2eV,或 Ef-Ev>2eV. ,这种半导体称为非简并半导体。

冻析效应:对于含有杂质的半导体,当温度低于某一温度时,杂质只有部分电离,尚有部分载流子冻析在杂质能级上,对导电没有贡献,这种现象称为冻析效应。

禁带变窄效应:在简并半导体中,杂质原子之间发生交叠,形成杂质能带,杂质能带进入导带或者价带,

并且和导带或者价带相连,形成新的简并能带,导致禁带宽度减小,这种现象称为禁带变窄效应。

强电场效应:在强电场的作用下,载流子的平均漂移速度不在于电场强度呈正比,随电场强度的增加,漂

移速度的增加比线性变得缓慢,最后达到饱和值,这种现象称为强电场效应。

多能谷散射效应:由于半导体导带具有多能谷的结构,最低和次低能量间隔较小,当电场达到一定程度后,

低能谷的电子可以向高能谷转移,即发生多能谷散射,然而高能谷电子的有效质量远大于低能谷有效质量,

因而在这个区域内会出现微分负电导现象,这就是多能谷散射效应。

耿氏效应:当内部电场强度最初位于负微分电导区时,半导体内部电流以很高的频率震荡,约为 0.47---6.5GHz ,这个效应称为耿氏效应。

非平衡载流子:对于半导体施加外界作用,可使其处于非平衡状态,此时多出来的载流子称为非平衡载流子。

非平衡载流子的复合:非平衡载流子在外界作用的情况下产生,当外界作用消除后,由于半导体内部作用,

非平衡载流子将消失,就是导带中的载流子落入到价带,使电子和空穴成对的消失,这个过程称作非平衡载流子的复合。

(单位时间单位体积内复合的载流子称为载流子的复合率

非平衡载流子的寿命:非平衡载流子的平均生存时间称为非平衡载流子的寿命,标志着非平衡载流子的平均生存时间,也是非平衡载流子衰减到初值的

1/e,所需要的时间。

准费米能级:当有非平衡载流子存在时,不再有统一的费米能级,此时处于非平衡状态的电子系统和空穴系统可以有自己的费米能级,称作准费米能级。

陷阱效应:半导体处于非平衡状态时,杂质能级上电子数目也会改变,表明杂质能级具有收容非平衡载流子的能力,这种积累非平衡载流子的作用称为陷阱效应。

雪崩击穿:在反向偏压下,由于倍增效应使得载流子成倍增多,迅速增大了反向电流,从而发生的击穿现

象称为雪崩击穿,这一般在反向偏压大,势垒宽度大,杂质浓度小的情况下发生。

隧道击穿:在强电场的作用下,由于隧道效应使大量的电子从价带穿过禁带而进入到带的一种击穿现象,

称为隧道击穿,这一般在杂质浓度很高,反向偏压不大的情况下发生。

热电击穿:当 PN

结加反向偏压时,反向电流功耗加大,产生大量的热能,使得反向饱和电流密度 Js

随温度成指数规律增加,这种由于热不稳定引起的击穿称为热电击穿。