半导体物理与光电效应-0922.pdf

半导体与光电效应 2013-9-22 光电传感器之概述 上节回顾 ◆光辐射的度量 ◆光电传感器原理 ◆光电传感器的组成 ◆光电传感器的分类 ◆光电传感器的特性与参数 半导体物理与光电效应 量子力学简述 能带理论 半导体与光 半导体二极管简介 光电效应 量子力学简述 概念 量子力学是描写微观物质的一个物理学理论 主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、 性质的基础理论 在20世纪初由马克斯·普朗克、尼尔斯·玻尔、沃纳·海森堡、埃尔温·薛定谔、 沃尔夫冈·泡利、路易·德布罗意、马克斯·玻恩、恩里科·费米、康普顿等一 大批物理学家共同创立。 可能性 肯定中的不确定性 概率 状态函数 量子力学简述 基本原理 光子 在微观领域中，某些物理量的变化是以最小的单位跳跃式进行的， 而不是连续的，这个最小的基本单位叫做量子。 能量量子化 E hv E—量子的能量 h—普朗克系数 v—辐射的频率 普朗克—1900年，提出加热物体表面发出的热辐射是不连续的假设 爱因斯坦—1905年，提出光波也是由分立的粒子组成的假设 波粒二象性 不确定原理 量子力学简述 基本原理 能量量子化 E hv E—量子的能量 h—普朗克系数 v—辐射的频率 波粒二象性  h λ—德布罗意波长 h—普朗克系数 p —光子的动量 p 德布罗意—1924年，提出既然波有粒子性，那么粒子也应该有波动性 不确定原理 量子力学简述 基本原理 能量量子化 E hv E—量子的能量 h—普朗克系数 v—辐射的频率 波粒二象性  h λ—德布罗意波长 h—普朗克系数 p —光子的动量 p h 同一粒子，不可能同时确定其坐标和动量 p x  —修正的普朗克系数 2 p —动量的不确定度 x—坐标的不确定度 同一粒子，不可能同时其能量和具有此能量的时间点 Et  —修正的普朗克系数 不确定原理 E—能量的不确定度 t—时间的不确定度 海森堡—1927年，粒子的坐标与动量，能量与实际的不确定性 量子力学简述 薛定谔波动方程 波动力学理论 薛定谔—1926年，结合量子化理论和波粒二象性原理提出 2 2 波动方程   (x,t ) V( x)( x, t) j (x,t ) 2m x2 t (x,t )—粒子的波函数 V(x) —粒子与时间无关的势函数 j —虚常数