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2024年大学专业课考试资料：半导体物理学知识点归纳

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大学专业课考试复习资料-•半导体物理学（刘恩科）详细归纳

总结

第一章、半导体中的电子状态习题

1・1、什么叫本征激发？温度越高，本征激发的载流子越多，为什么？试定性说

明之。

1・2、试定性说明Ge、Si的禁带宽度具有负温度系数的原因。

31-、试指出空穴的主要特征。

1.4、简述Ge、Si和GaAS的能带结构的主要特征。

1.5、某一维晶体的电子能带为

E（k）=£*（）［1-0.Icos（如）-0.3sin（A〃）］

其中Eo=3eV,晶格常数a=5xl0m。求：

（1）能带宽度；

（2）能带底和能带顶的有效质量。

题解：

1.1、解：在一定温度下，价带电子获得足够的能量（NEQ被激发到导带成

为导电电子的过程就是本征激发。其结果是在半导体中出现成对的电子・

空穴对。如果温度升高，则禁带宽度变窄，跃迁所需的能量变小，将会有

更多的电子被激发到导带中。

1・2、解：电子的共有化运动导致孤立原子的能级形成能带，即允带和禁带。温

度升高，则电子的共有化运动加剧，导致允带进一步分裂、变宽；允带变

宽，则导致允带与允带之间的禁带相对变窄。反之，温度降低，将导致禁

带变宽。因此，Ge、Si的禁带宽度具有负温度系数。

1・3、解：空穴是未被电子占据的空量子态，被用来描述半满带中的大量电子的

集体运动状态，是准粒子。主要特征如下：

A、荷正电：+q；

B、空穴浓度表示为p（电子浓度表示为n）；

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2024年大学专业课考试资料：半导体物理学知识点归纳

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C、Ep=-En

D、mp*=-mn*o

41-、解：

(1)Ge、Si:

a)Eg(Si：0K)=1.21eV；Eg(Ge：0K)=1.170eV；

b)间接能隙结构c)禁带宽度Eg随温度增加而减小;

(2)GaAs：

a)Eg(300K)=1.428eV,Eg(OK)=1.522eV；

b)直接能隙结构；

c)Eg负温度系数特性：dEg/dT=-3.95X104eV/K；

1・5、解：

(1)由题意得：

——=0.\aEQ