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半導體物理 固態量子理論 半導體物理-固態量子理論導論 1 大綱 晶體鍵結的基本概念(Bond model) 晶體能帶的基本概念(band model) 在固體中的電傳導 電洞的概念 金屬 、絕緣體與半導體 摻雜半導體 半導體物理-固態量子理論導論 2 晶體鍵結的基本概念 半導體物理-固態量子理論導論 3 1-1 半導體物理-固態量子理論導論 4 矽晶體 4 + 14 ▲ 矽原子結構 ▲ 矽原子的晶體結構 半導體物理-固態量子理論導論 5 四個量子化參數 現在的原子模型認為在原子中的電子為環 繞原子核的一團具有特定狀態的電子雲 (波函數) 。所謂特定狀態，基本上由四個 量子化參數決定 。此四個量子化參數為： (1) 主量子數(principal quantum numbers): n = 1, 2,3. (2)軌道角動量 (Angular momentum numbers) : l = 0, 1, n-1. (3)磁量子數 (Magnetic quantum numbers) : m = 0, ± 1,±l. (4) 電子自旋(Electron spin) : s = ±½. 半導體物理-固態量子理論導論 6 Table 1-1 Electron shells and subshells Shell K L M N n 1 2 3 4 l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3 Subshell s s p s p d s p d f Number of 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 electrons 2 8 18 32 半導體物理-固態量子理論導論 7 半導體物理-固態量子理論導論 8 1–7 半導體物理-固態量子理論導論