复习闪卡半导体物理第一章探讨.ppt

* 半导体中电子的平均速度 半导体的晶格结构和结合性质 半导体中的电子状态和能带 半导体中电子的运动 有效质量 本征半导体的导电机构 空穴 Si、Ge、GaAs的能带结构 小结 * 半导体中电子的加速度 半导体的晶格结构和结合性质 半导体中的电子状态和能带 半导体中电子的运动 有效质量 本征半导体的导电机构 空穴 Si、Ge、GaAs的能带结构 小结 * 半导体中电子的加速度 半导体的晶格结构和结合性质 半导体中的电子状态和能带 半导体中电子的运动 有效质量 本征半导体的导电机构 空穴 Si、Ge、GaAs的能带结构 小结 * 半导体的晶格结构和结合性质 半导体中的电子状态和能带 半导体中电子的运动 有效质量 本征半导体的导电机构 空穴 Si、Ge、GaAs的能带结构 小结 有效质量的意义 * m* 的特点 1.决定于材料 2.与能带的宽窄有关 内层:带窄, 小,m*大: 外层:带宽, 大,m*小. 外层电子，在外力作用下可以获得较大的加速度。 0, m*0。 0, m*0。 能带底， 电子的m*0; 能带顶， 电子的m*0; 3.m*有正负之分 当E(k)曲线开口向上时, 当E(k)曲线开口向下时, 有效质量 半导体的晶格结构和结合性质 半导体中的电子状态和能带 半导体中电子的运动 有效质量 本征半导体的导电机构 空穴 Si、Ge、GaAs的能带结构 小结 本征半导体的导电机构 空穴 * 半导体的晶格结构和结合性质 半导体中的电子状态和能带 半导体中电子的运动 有效质量 本征半导体的导电机构 空穴 Si、Ge、GaAs的能带结构 小结 1.满带对电流无贡献 2.不满带对电流有贡献 不满带中 的电子 电流 满带：电子数=状态数 不满带： 价带：产生空状态 导带：存在电子 Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si － + 导带 价带 Eg Ec Ev + + + + － － － － 激发 半导体的晶格结构和结合性质 半导体中的电子状态和能带 半导体中电子的运动 有效质量 本征半导体的导电机构 空穴 Si、Ge、GaAs的能带结构 小结 半导体中的载流子： 能够导电的自由粒子 电子：带负电的导电载流子，是价电子脱离原子束缚后形成的自由电子，对应于导带中占据的电子 空穴：带正电的导电载流子，是价电子脱离原子束缚后形成的电子空位，对应于价带中的电子空位 * * 将一半导体样品放在一均匀恒定的磁场B中,电子在磁场中作螺旋运动,它的回旋频率ωc与有效质量(对于球形等能面)的关系为: 回旋共振 以电磁波通过半导体样品，当交变电磁场角频率ω等于回旋频率ωc时，就发生共振吸收。测出共振吸收时的电磁波角频率ω和磁感应强度B，就可以算出有效质量。 半导体的晶格结构和结合性质 半导体中的电子状态和能带 半导体中电子的运动 有效质量 本征半导体的导电机构 空穴 Si、Ge、GaAs的能带结构 小结 * 二. 元素半导体Si、Ge 金刚石结构 Si: a=5.65754? Ge: a=5.43089? 半导体的晶格结构和结合性质 半导体中的电子状态和能带 半导体中电子的运动 有效质量 本征半导体的导电机构 空穴 Si、Ge、GaAs的能带结构 小结 Si.Ge.GaAs半导体的能带结构 化合物半导体GaAs 闪锌矿结构 GaAs: a=5.65325? * 导带 价带 [100] [111] Γ L X 硅的能带结构 Eg 间接带隙 元素半导体Si 半导体的晶格结构和结合性质 半导体中的电子状态和能带 半导体中电子的运动 有效质量 本征半导体的导电机构 空穴 Si、Ge、GaAs的能带结构 小结 Si.Ge.GaAs半导体的能带结构 * 元素半导体Ge 锗的能带结构 导带 价带 [100] [111] Γ L X Eg 间接带隙 Si.Ge.GaAs半导体的能带结构 半导体的晶格结构和结合性质 半导体中的电子状态和能带 半导体中电子的运动 有效质量 本征半导体的导电机构 空穴 Si、Ge、GaAs的能带结构 小结 * 导带的极小值 导带的极小值在[111]方向的布区边界，E(k)为以[111]方向为旋转轴的椭圆等能面,有4个椭圆。 (2) 价带的极大值点 在坐标原点,k=0,等能面为球形,也有两个价带,分重、轻空穴 Si Ge 的禁带宽度随温度而变化: Eg (T) = Eg (0) - ?T2 /(T + ?) * GaAs能带结构 E GaAs Eg 0·29eV L Γ X [111] [100] 直接带隙 * Si,Ge: 导带底和价带顶不在k空间同一点的半导体称为间接带隙半导体。 GaAs的导带的极小值点和价带的极大值 点为于K空间的同一点，这种半导体称