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绪论半导体物理物理基本

半导体物理学;; 课程简介1; 课程简介2;参考书目: 1.黄昆 ,《半导体物理基础》,科学出版社 2. Donald A.Neamen,《半导体物理与器件》,电子工业出版社 3.季振国,半导体物理,浙江大学出版社 4.王长安,半导体物理基础,上海科学技术出版社 5.施敏,半导体器件-物理与工艺,科学出版社 6.田敬民, 半导体物理问题与习题,国防工业出版社;1. 半导体概述;半导体的主要特征? 半导体的电阻率可在很大范围内变化;;(1833-1931年)现象观察--半导体所具有的负电阻温度系数 、光电导效应、整流效应 、光电池效应 的发现 1931年A.H.Wilson 通过解薛定谔方程发展了能带理论 1947年贝尔实验室发明晶体管; 1947年Shockley提出p-n结型晶体管,1952年提出第一个场效应管, Ebers发明晶闸管,1958年发明隧道二极管 1958年:杰克-S-基尔比发明第一块集成电路; 1959年第一块单片集成系统,在Si衬底制备了真正的集成电路; 半导体材料应用广泛 微电子学:集成电路,量子器件 光电子学:半导体激光器,探测器,光通讯,光电池;半导体元素;常见的半导体材料;固体材料类型: 晶体 长程有序(至少在微米量级范围有序排列) 非晶体 无序 ;无定型(非晶) 只在几个原子或分子 尺度内有序; 3. 空间晶格;; 原胞(固体物理学原胞):最小重复单元 --每个原胞只有一个格点(基元) 晶胞(结晶学原胞):为反映对称性选取的最小重复单元的几倍 --晶胞的边长称为晶格常数 ;4. 基本的晶体结构;例1;立方晶胞;金刚石 结构 ;闪锌矿结构;六方结构hcp;晶系和布拉维晶胞;七大晶系;十四种布拉维晶胞;; 5晶体结构的表征;晶向指数的确定:如果沿着某一晶向,从一个原子到最近的原子的位移矢量为:Rl(r)= l1a1+l2a2+l3a3, ,则该晶向就用l1、l2、l3来标志,写成[l1 l2 l3]。标志晶向的这组数称为晶向指数。 以简立方晶格为例 ;晶面:晶格的格点还可以看成分列在平行等距的平面系上,这样的平面称为晶面,;晶面指数:标志不同的晶面,常用密勒指数。 密勒指数的确定:在晶格中,选一格点为原点,并以3个基矢a1、a2、a3 为坐标轴建立坐标系。该晶面族中任一晶面与3个坐???轴交点的位矢分别为ra1、sa2、ta3,则它们的倒数连比可化为互质的整数,即 其中h、k、l为互质的整数,晶体学中以(hkl)来标志该晶面,称为密勒指数。 相同的晶面簇表示为单形符号:{hkl} ;平面与三个坐标轴的截距分别是1、3和2,于是该平面的密勒指数便是6、2 和3,这个面便标作(623)面。;立方晶格的不同晶面;6. 量子化概念;2.?? 计算波长为0.7A的x光光子能量。;7. 薛定谔波动方程;作业: 1.??面心立方结构的单晶体晶格常数是a=4.75A,求原子的体密度。 2.??已知硅材料的晶格常数a=5.43A,求单位体积原子个数。 3.???确定如图所示晶胞中的晶面的密勒指数。 4.??计算以1×105m/s运动的自由电子的动量和德布罗意波长

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