《第1章半导体晶体结构-0更新》-课件设计(公开).ppt

* 物理与光电工程学院 1.4.2 合金相图 液相点 刚开始出现结晶时的温度点。 固相点 其结晶终止时的温度点。 液相线 液相点随组分变化的轨迹。 固相线 固相点随组分变化的轨迹。 * 物理与光电工程学院 1.4.2 合金相图 图1-22 溶解度无限固溶体的相图 （1）溶解度无限固溶体的相图---组成无限固溶体的金属A和金属B，在液态和固态及任意组分下，彼此均可无限制地互相溶解而不形成化合物。 * 物理与光电工程学院 1.4.2 合金相图 （2）溶解度有限固溶体的相图－这种固溶体在液态下可以互溶，在固态下只能有限溶解（即只当溶质原子的浓度或组分比较少时才可以溶解），但不生成化合物。 图1-23 溶解度有限固溶体的相图 * 物理与光电工程学院 1.4.2 合金相图 图1-24 Al－Si合金实验相图 (铝原子的百分比) * 物理与光电工程学院 1.4.2 合金相图 1）金属间化合物或中间相－在液态下互溶，在固态下彼此不相溶解但形成稳定的化合物（即未到溶点时不发生分解）。 图1-25 具有稳定化合物的相图 * 物理与光电工程学院 1.4.2 合金相图 2）在液态下互溶，在固态下彼此不相溶解 但形成不稳定的化合物（即未到溶点时可以分解为固相和液相）。 图1-26 具有不稳定化合物的相图 * 物理与光电工程学院 作业（2010-08-23）： 1. 构成硅晶体的基元是什么？如何理解硅晶体可以看作两套面心立方的晶格套构而成？ 2. 一个硅晶胞包含多少个格点？多少个硅原子？其中最近邻的原子间距是多少？最近邻的格点间距是多少？ * 物理与光电工程学院 谢谢 Thanks Next：第2章 半导体能带 Chapter 2 Energy Band of Semiconductor  * 物理与光电工程学院 1.1.4 倒格子、布里渊区 在14种布拉菲点阵中，只有四种点阵的正点阵与倒易点阵不同： 体心立方→面心立方 面心立方→体心立方 体心正交→面心正交 面心正交→体心正交 * 物理与光电工程学院 1.1.4 倒格子、布里渊区 布里渊区 在倒格子中，以某一倒格点为原点，从原点出发作所有倒格点的位置矢量 (倒格矢)的垂直平分面，这些平面把倒格子空间分割为许多部分，第一布里渊区是从原点出发不跨过任何垂直平分面的点的集合。据此有第二、第三、第n布里渊区。 (Reciprocal Lattice, Brillouin Zone) 从中心起, 所到达的布里渊区需穿过n 条线（边界）的话, 此布里渊区叫第n+1布里渊区 * 物理与光电工程学院 1.1.4 倒格子、布里渊区 体心立方的倒格子空间的第一布里渊区 面心立方的倒格子空间的第一布里渊区 * 物理与光电工程学院 作业: 构成Cu、CsCl、NaCl三种晶体的基元是什么？它们的布喇菲点阵属于哪一类晶系和哪一种点阵？ 原胞和晶胞有什么不同？ 画出面心立方点阵中的（010），（120），（111）晶面。（用晶胞基矢为坐标轴） * 物理与光电工程学院 1.2 晶体的结合* * 物理与光电工程学院 1.2.1 晶体的分类 按原子结合力 的性质分 1 2 3 4 离子晶体 正负离子交替排列在晶格格点上，靠离子键结合成。 原子晶体 晶格格点上交替排列的是原子， 依靠共价键结合而成。 金属晶体 晶格格点上排列着失去价电子的离子实，依靠金属键结合而成。 分子晶体 占据晶格中格点位置的是分子，依靠范德瓦耳斯力结合而成。 * 物理与光电工程学院 1.2.2 晶体的结合 设两个原子间距为r，其相互作用能可表示为： 式中：a，b，m，n是特征常量，第一项是吸引能，第二项是排斥能。 相互作用力可描述为： 晶体中质点结合依靠质点间的相互作用，这种相互作用包括远程吸引作用(异性电荷间的库仑引力)和近程排斥作用(同性电荷间库仑斥力和泡里原理斥力)。 * 物理与光电工程学院 1.2.2 晶体的结合 当 时为引力；当 时为斥力。 平衡 时引力和斥力抵消，即： 设 时，相互作用力有最大值，则 * 物理与光电工程学院 1.2.2 晶体的结合 将原子拉开无限远时，相互作用力和作用能随距离的变化过程。 * 物理与光电工程学院 1.2.2 晶体的结合 对三维情况，设N为晶体的总质点数， 是第 i 个和第j 个质点的相互作用能， 即第i个质点与所有其他质点的相互作用能为： 所以，总的作用能为： （1-5） 对于具有N质点的晶体，不考虑表面效应时(每个质点的地位是等同的)，上式可简化为： （1-6） * 物理与光