【半导体培训资料】第一章-半导体中的电子态.pptx

1;2;3;半导体材料包含元素半导体、化合物半导体及固溶体半导体。 ;CdS、CdTe、CdSe、 ZnS;;7;9;10;11;12; ★ 以GaAs为代表的Ⅲ-Ⅴ族化合物 电子组态- 平均价电子数=4 (4个共价键) 晶格结构- 闪锌矿结构 (4个最近邻为异类原子) 结合性质– 混合键 (以sp3杂化轨道为基础, 四面体键, 具有一定的离子键成分);14;15;16;§1.2 半导体中的电子状态和能带;1.2.1. 原子的能级和晶体的能带;1.2.1. 原子的能级和晶体的能带;1.2.1. 原子的能级和晶体的能带;在晶体中，电子在整个晶体中作共有化运动。;是N度简并的。;一个p能级对应三个状态，三度简并；N个孤立原子3N度简并。组成晶体后，p能级分裂成3N个级。;能带;3s(2N个状态);S态和p态, 共包含4N个状态, 可容纳8N个电子; 粒子的能量E和动量p与平面波的频率和波长 之间的关系为：;32;33;34;35;36;37;2、晶体中电子的波函数和能量;2、晶体中电子的波函数和能量; E-k关系 晶体中电子处在不同的k状态,具有不同的能量E(k) 由于周期势场的微扰,在布里渊区边界处,能量出现不连 续,形成能带. ;晶体中电子的能量E和波失k的关系曲线基本和自由电子的关系曲线一样，但在 时，能量出现不连续，形成了一系列的允带和禁带。 每一个布里渊区对应于一个允带 禁带出现在 处，即出现在布里渊区边界上; (a) E(k)和k的关系; (b) 能带; (c) 简约布里渊区;半导体中的电子分布;45;46;由（3）式可以见到： (a) 对于能带顶的情形，由于E(k)E(0),故 mn*0; (b) 对于能带底的情形，由于E(k) E(0),故mn*0.;;3、半导体中电子的加速度; 引进有效质量的概念后，电子在外电场作用下的表现和自由电子相似，都符合牛顿第二定律描述。;55;;1.3.2 导体、半导体、绝缘体的区别;61;62;63;64;65;66;1.4.1 k空间能面为椭球面;68;69;70;71;72;;74;75;76;77;78;79;80;81;;83;84;85;