固體物理復(fù)習(xí)_簡(jiǎn)述題

1、固體物理基本概念和知識(shí)點(diǎn)第一章 基本概念和知識(shí)點(diǎn)1) 什么是晶體、非晶體和多晶？(H)* 晶面有規(guī)則、對(duì)稱(chēng)配置的固體，具有長(zhǎng)程有序特點(diǎn)的固體稱(chēng)為晶體；在凝結(jié)過(guò)程中不經(jīng)過(guò)結(jié)晶(即有序化)的階段，原子的排列為長(zhǎng)程無(wú)序的固體稱(chēng)為非晶體。由許許多多個(gè)大小在微米量級(jí)的晶粒組成的固體，稱(chēng)為多晶。2) 什么是原胞和晶胞？(H)* 原胞是一個(gè)晶格最小的周期性單元，在有些情況下不能反應(yīng)晶格的對(duì)稱(chēng)性；為了反應(yīng)晶格的對(duì)稱(chēng)性，選取的較大的周期單元，稱(chēng)為晶胞。3) 晶體共有幾種晶系和布拉伐格子？(H)* 按結(jié)構(gòu)劃分，晶體可分為7大晶系, 共14布拉伐格子。4) 立方晶系有幾種布拉伐格子？畫(huà)出相應(yīng)的格子。(H)* 立方晶

2、系有簡(jiǎn)單立方、體心立方和面心立方三種布拉伐格子。5) 什么是簡(jiǎn)單晶格和復(fù)式格子？分別舉3個(gè)簡(jiǎn)單晶格和復(fù)式晶格的例子。(H)* 簡(jiǎn)單晶格中，一個(gè)原胞只包含一個(gè)原子，所有的原子在幾何位置和化學(xué)性質(zhì)上是完全等價(jià)的。堿金屬具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)；Au、Ag和Cu具有面心立方晶格結(jié)構(gòu)，它們均為簡(jiǎn)單晶格復(fù)式格子則包含兩種或兩種以上的等價(jià)原子，不同等價(jià)原子各自構(gòu)成相同的簡(jiǎn)單晶格，復(fù)式格子由它們的子晶格相套而成。一種是不同原子或離子構(gòu)成的晶體，如：NaCl、CsCl、ZnS等；一種是相同原子但幾何位置不等價(jià)的原子構(gòu)成的晶體，如：具有金剛石結(jié)構(gòu)的C、Si、Ge等6) 鈦酸鋇是由幾個(gè)何種簡(jiǎn)單晶格穿套形成的？(H)*

3、 在立方體的項(xiàng)角上是鋇(Ba)，鈦(Ti)位于體心，面心上是三組氧(O)。三組氧(OI，OII，OIII)周?chē)那闆r各不相同，整個(gè)晶格是由 Ba、 Ti和 OI、 OII、 OIII各自組成的簡(jiǎn)立方結(jié)構(gòu)子晶格(共5個(gè))套構(gòu)而成的。7) 為什么金剛石是復(fù)式格子？金剛石原胞中有幾個(gè)原子？晶胞中有幾個(gè)原子？(H)* 金剛石中有兩種等價(jià)的C原子，即立方體中的8個(gè)頂角和6個(gè)面的中心的原子等價(jià)，體對(duì)角線1/4處的C原子等價(jià)。金剛石結(jié)構(gòu)由兩套完全等價(jià)的面心立方格子穿套構(gòu)成。金剛石屬于面心立方格子，原胞中有2個(gè)C原子，單胞中有8個(gè)C原子。第二章 基本概念和知識(shí)點(diǎn)1) 簡(jiǎn)述離子性和共價(jià)性晶體結(jié)合的特點(diǎn)。(H)*

4、 離子性結(jié)合：正、負(fù)離子之間靠庫(kù)侖吸引力作用而相互靠近，當(dāng)靠近到一定程度時(shí)，由于泡利不相容原理，兩個(gè)離子的閉合殼層的電子云的交迭會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的排斥力。當(dāng)排斥力和吸引力相互平衡時(shí)，形成穩(wěn)定的離子晶體；基本特點(diǎn)是以離子為結(jié)合的單位，且要求正負(fù)離子相間排列。共價(jià)性結(jié)合：共價(jià)結(jié)合是靠?jī)蓚€(gè)原子各貢獻(xiàn)一個(gè)電子，形成所謂的共價(jià)鍵；兩個(gè)基本特征是飽和性和方向性。2) 簡(jiǎn)述金屬性和范德瓦耳斯結(jié)合的特點(diǎn)。(H)* 金屬性結(jié)合：基本特點(diǎn)是電子的“共有化”，即在結(jié)合成晶體時(shí)，原來(lái)屬于各原子的價(jià)電子不再被束縛在原子上，而轉(zhuǎn)變?yōu)樵谡麄€(gè)晶體內(nèi)運(yùn)動(dòng)；電子云和原子實(shí)之間存在庫(kù)侖作用，體積越小電子云密度越高，庫(kù)侖相互作用的庫(kù)侖能愈

5、低，表現(xiàn)了把原子聚合起來(lái)的作用。范德瓦耳斯性結(jié)合：惰性元素最外層的電子為8個(gè)，具有球?qū)ΨQ(chēng)的穩(wěn)定封閉結(jié)構(gòu)。某一瞬時(shí)由于正、負(fù)電中心不重合而使原子呈現(xiàn)出瞬時(shí)偶極矩，這就會(huì)使其它原子產(chǎn)生感應(yīng)極矩。非極性分子晶體就是依靠這瞬時(shí)的電偶極矩的感應(yīng)作用而結(jié)合的。第三章 基本概念和知識(shí)點(diǎn)1) 什么是聲子？長(zhǎng)光學(xué)波聲子又可以分為極化聲子和電磁聲子，它們的意義是什么？(HH)聲子是晶格振動(dòng)的能量量子。在晶體中存在不同頻率振動(dòng)的模式，稱(chēng)為晶格振動(dòng)，晶格振動(dòng)能量可以用聲子來(lái)描述，聲子可以被激發(fā)，也可以湮滅。1分晶體中的長(zhǎng)光學(xué)波是極化波，長(zhǎng)光學(xué)波聲子稱(chēng)為極化聲子（LO），只有長(zhǎng)光學(xué)縱波才伴隨有宏觀的極化電場(chǎng)，極化聲子主

6、要是指縱光學(xué)聲子。2分長(zhǎng)光學(xué)橫波并不伴隨著宏觀的、無(wú)旋的極化電場(chǎng)。長(zhǎng)光學(xué)橫波可能伴隨著有旋的宏觀電場(chǎng)，會(huì)引起有旋的磁場(chǎng)，有旋的電場(chǎng)感生出有旋的磁場(chǎng)。長(zhǎng)光學(xué)橫波聲子稱(chēng)為電磁聲子（TO），長(zhǎng)光學(xué)橫波具有電磁性，可以和光場(chǎng)發(fā)生耦合。2分2) 什么是固體比熱的德拜模型？根據(jù)計(jì)算結(jié)果，說(shuō)明為什么在低溫下德拜近似越好？(HH)德拜提出以連續(xù)介質(zhì)的彈性波來(lái)代表格波，將布喇菲晶格看作是各向同性的連續(xù)介質(zhì)，有1個(gè)縱波和2個(gè)獨(dú)立的橫波。2分計(jì)算結(jié)果表明低溫極限下： 與溫度的3次方成正比德拜模型是將彈性波代替固體中的格波，色散關(guān)系為，溫度愈低，只有長(zhǎng)聲學(xué)格波被激發(fā)，因此德拜近似愈好，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果更好的吻合。3分3)

7、簡(jiǎn)述固體比熱的愛(ài)因斯坦模型？說(shuō)明計(jì)算結(jié)果的意義。(H)* 假設(shè)有N個(gè)原子構(gòu)成的晶體，晶體中所有的原子以相同的頻率振動(dòng)。計(jì)算結(jié)果表明溫度較高時(shí)： 與杜隆珀替定律一致。溫度非常低時(shí)：熱容量按溫度的指數(shù)形式降低，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符。愛(ài)因斯坦模型忽略了各格波的頻率差別。4) 寫(xiě)出一維雙原子鏈的聲學(xué)波和光學(xué)波在布里淵區(qū)中心和邊界的色散關(guān)系，并畫(huà)出兩種格波相應(yīng)的色散關(guān)系譜圖。(H)* 聲學(xué)波：光學(xué)波：5) 如果原胞中有個(gè)原子，那么在晶體中有多少支聲學(xué)波和光學(xué)波？在長(zhǎng)波極限下，聲學(xué)波和光學(xué)波描述的原子怎樣的運(yùn)動(dòng)？(HH)第四章 基本概念和知識(shí)點(diǎn)1) 布洛赫函數(shù)的意義是什么？寫(xiě)出三維電子的布洛赫函數(shù)。(H)* 布

8、洛赫定理：晶體中的勢(shì)場(chǎng)具有晶格周期性時(shí)，電子的波函數(shù)滿足： 為一矢量其意義是當(dāng)平移晶格矢量時(shí)，電子的波函數(shù)只增加了相位因子。電子的波函數(shù)： 布洛赫函數(shù)2) 根據(jù)能帶理論簡(jiǎn)述金屬、半導(dǎo)體和絕緣體的導(dǎo)電性。(H)金屬：電子在能帶中的填充可以形成不滿帶，即導(dǎo)帶，因此它們一般是導(dǎo)體半導(dǎo)體：從能帶結(jié)構(gòu)來(lái)看與絕緣體的相似，但半導(dǎo)體禁帶寬度較絕緣體的窄，依靠熱激發(fā)即可以將滿帶中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶中，因而具有導(dǎo)電能力。絕緣體：價(jià)電子剛好填滿了許可的能帶，形成滿帶。導(dǎo)帶和價(jià)帶之間存在一個(gè)很寬的禁帶，所以在電場(chǎng)的作用下沒(méi)有電流產(chǎn)生。3) 簡(jiǎn)述近自由電子近似模型、方法和所得到的主要結(jié)論。(HH)（見(jiàn) 第一個(gè)老師給的習(xí)

9、題答案）4) 通過(guò)分析X射線發(fā)射譜，如何確定哪些是金屬，哪些是非金屬，說(shuō)明譜圖的意義。(HH)5) 簡(jiǎn)述緊束縛近似模型的思想和主要結(jié)論。(H)* 緊束縛模型：電子在一個(gè)原子(格點(diǎn))附近時(shí)，主要受到該原子勢(shì)場(chǎng)的作用，而將其它原子(格點(diǎn))勢(shì)場(chǎng)的作用看作是微擾，將晶體中電子的波函數(shù)近似看成原子軌道波函數(shù)的線性組合，得到原子能級(jí)和晶體中能帶之間的關(guān)系。結(jié)論：一個(gè)原子能級(jí)對(duì)應(yīng)一個(gè)能帶，不同的原子能級(jí)對(duì)應(yīng)不同的能帶。當(dāng)原子形成固體后，形成了一系列的能帶。內(nèi)層電子的軌道較小，原子之間內(nèi)層電子的波函數(shù)相互重疊較少，對(duì)應(yīng)的能帶較窄。能量較高的能級(jí)對(duì)應(yīng)外層電子，其軌道較大，原子之間外層電子的波函數(shù)相互重疊較多，對(duì)

10、應(yīng)的能帶較寬。6) 說(shuō)明如何從原子的價(jià)電子數(shù)目來(lái)分析元素晶體的導(dǎo)電性？ (HH)每個(gè)原胞中價(jià)電子數(shù)是奇數(shù)的物質(zhì)，必定是導(dǎo)體。是偶數(shù)的物質(zhì)一般是絕緣體或半導(dǎo)體，但少數(shù)價(jià)帶和導(dǎo)帶存在交迭的情況下，也可能是導(dǎo)體或半金屬材料。第五章 基本概念和知識(shí)點(diǎn)1) 什么是空穴？為什么要引入空穴？(H)* 一個(gè)空的狀態(tài)的近滿帶中所有電子運(yùn)動(dòng)形成的電流和一個(gè)帶正電荷，以狀態(tài)電子速度運(yùn)動(dòng)的粒子所產(chǎn)生的電流相同。這個(gè)空狀態(tài)稱(chēng)為空穴。引入空穴用來(lái)近滿帶的導(dǎo)電性質(zhì)（對(duì)于狀態(tài)空著的近滿帶，其總電流就如同一個(gè)具有正電荷e的粒子，以空狀態(tài)的電子速度所產(chǎn)生的，這個(gè)空的狀態(tài)稱(chēng)為空穴，空穴具有正有效質(zhì)量，位于滿帶頂附近，空穴是準(zhǔn)粒子）

11、2) 將電子看作經(jīng)典粒子，速度和運(yùn)動(dòng)方程是什么？什么情況下可將電子看作是準(zhǔn)經(jīng)典粒子？(HH)電子狀態(tài)變化基本公式： 電子的速度：只有當(dāng)自由程遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原胞線度的情況下,才可以把電子看作是一個(gè)準(zhǔn)經(jīng)典運(yùn)動(dòng) 的粒子。3) 簡(jiǎn)述導(dǎo)帶中的電子在外場(chǎng)作用下產(chǎn)生電流。(H)* 導(dǎo)帶中只有部分狀態(tài)被電子填充，外場(chǎng)的作用會(huì)使布里淵區(qū)的狀態(tài)分布發(fā)生變化。所有的電子狀態(tài)以相同的速度沿著電場(chǎng)的反方向運(yùn)動(dòng)，但由于能帶是不滿帶，逆電場(chǎng)方向上運(yùn)動(dòng)的電子較多，因此產(chǎn)生電流。4) 說(shuō)明滿帶中的電子在外場(chǎng)作用下不產(chǎn)生電流的原因。(H)*有外場(chǎng) E 時(shí)， 所有的電子狀態(tài)以相同的速度沿著電場(chǎng)的反方向運(yùn)動(dòng)。 在滿帶的情形中， 電子的運(yùn)動(dòng)

12、不改變布里淵區(qū)中電子的分布。所以在有外場(chǎng)作用的情形時(shí)，滿帶中的電子不產(chǎn)生宏觀的電流。5) 說(shuō)明在導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂附近，電子的能量具有什么特點(diǎn)？(HH)6) 簡(jiǎn)述固體中電子的有效質(zhì)量的意義。(HH)有效質(zhì)量的物理意義：把晶體周期性勢(shì)場(chǎng)的作用概括到電子的有效質(zhì)量中去，使得在引入有效質(zhì)量之后，把晶體中電子準(zhǔn)經(jīng)典運(yùn)動(dòng)的加速度與外力聯(lián)系起來(lái)，就可把運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的晶體電子看作為簡(jiǎn)單的自由電子引入有效質(zhì)量的用處：使討論晶體電子運(yùn)動(dòng)時(shí)，問(wèn)題變得很簡(jiǎn)單，否則幾乎不可能。第六章 基本概念和知識(shí)點(diǎn)1) 從電子熱容量子理論簡(jiǎn)述金屬中的電子對(duì)固體熱容的貢獻(xiàn)。在量子理論中， 大多數(shù)電子的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于費(fèi)密能量 ，由于受到泡利原理

13、的限制不能參與熱激發(fā)， 只有在 附近約范圍內(nèi)電子參與熱激發(fā)， 對(duì)金屬的熱容量有貢獻(xiàn)。 計(jì)算結(jié)果表明電子的熱容量與溫度一次方成正比。為什么溫度較高時(shí)可以不考慮電子對(duì)固體熱容量的貢獻(xiàn)？在量子理論中， 大多數(shù)電子的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于費(fèi)密能量 ，由于受到泡利原理的限制不能參與熱激發(fā)， 只有在 附近約范圍內(nèi)電子參與熱激發(fā)， 對(duì)金屬的熱容量有貢獻(xiàn)。 在一般溫度下， 晶格振動(dòng)的熱容量要比電子的熱容量大得多；在溫度較高下，熱容量基本是一個(gè)常數(shù)。溫度較低時(shí)必須考慮電子對(duì)熱容量的貢獻(xiàn)？(HH)在低溫范圍下， 晶格振動(dòng)的熱容量按溫度的 3 次方趨于零， 而電子的熱容量與溫度 1 次方成正比，隨溫度下降變化比較緩慢，此時(shí)電

14、子的熱容量可以和晶格振動(dòng)的熱容量相比較，不能忽略。2) 為什么絕對(duì)零度時(shí)，金屬中的電子仍具有較高能量？(H)* 溫度時(shí)：電子的平均能量(平均動(dòng)能)：，電子仍具有相當(dāng)大的平均能量。因?yàn)殡娮颖仨殱M足泡利不相容原理，每個(gè)能量狀態(tài)上只能容許兩個(gè)自旋相反的電子。因此所有的電子不可能都填充在最低的能量狀態(tài)。3) 簡(jiǎn)述研究金屬熱容量的意義，并以過(guò)渡元素具有較高的熱容量為例加以說(shuō)明。(HH)許多金屬的基本性質(zhì)取決于能量在 附近的電子，電子的熱容量 與 成正比，由電子的熱容量可以獲得費(fèi)米面附近能態(tài)密度的信息。過(guò)渡元素 Mn、 Fe、 Co 和 Ni 具有較高的電子熱容量， 反映了它們?cè)谫M(fèi)米面附近具有較大的能態(tài)密

15、度。過(guò)渡元素的特征是 d 殼層電子填充不滿，從能帶理論來(lái)分析，有未被電子填充滿的 d 能帶。由于原子的 d 態(tài)是比較靠?jī)?nèi)的軌道，在形成晶體時(shí)相互重疊較小，因而產(chǎn)生較窄的能帶，加上的軌道是 5重簡(jiǎn)并的，所以形成的 5 個(gè)能帶發(fā)生一定的重疊，使得 d 能帶具有特別大的能態(tài)密度。過(guò)渡金屬只是部分填充 d 能帶，所以費(fèi)密能級(jí)位于 d 能帶內(nèi)。4) 簡(jiǎn)述金屬接觸電勢(shì)差的形成？ 兩塊不同的金屬 A 和 B 相互接觸，由于兩塊金屬的費(fèi)米能級(jí)不同，當(dāng)相互接觸時(shí)可以發(fā)生電子交換，電子從費(fèi)米能級(jí)較高的金屬流向費(fèi)米能級(jí)較低的金屬，使一塊金屬的接觸面帶正電（電子流出的金屬）， 使另一塊金屬的接觸面帶負(fù)電（電子流入的金

16、屬），當(dāng)兩塊金屬達(dá)到平衡后，具有相同的費(fèi)米能級(jí)，電子不再流動(dòng)交換。因此在兩塊金屬中產(chǎn)生了接觸電勢(shì)差。經(jīng)典和量子理論得出的功函數(shù)的含義分別是什么？(HH)5) 什么是金屬的費(fèi)米面？采用近自由電子近似，在接近布里淵區(qū)邊界時(shí)，費(fèi)米面如何變化？(H)* 固體中的電子填充的最高能量稱(chēng)為費(fèi)米能量。在狀態(tài)空間形成一個(gè)等能面，稱(chēng)為費(fèi)米面。一般情況下，由于能帶的交疊，費(fèi)米面分布在幾個(gè)布里淵區(qū)，由若干個(gè)等能面組成。自由電子的費(fèi)米面是球面。在近自由電子近似模型中，費(fèi)米面在接近布里淵區(qū)時(shí)向外凸出。第七章 基本概念和知識(shí)點(diǎn)1) 簡(jiǎn)述N溝道晶體管的工作原理。(H)* 柵極電壓很小時(shí)，源區(qū)S和漏區(qū)D被P型區(qū)隔開(kāi)，即使在SD

17、之間施加一定的電壓，但由于SP和DP區(qū)構(gòu)成兩個(gè)反向PN結(jié)，因此只有微弱的PN反向結(jié)電流。如果柵極電壓達(dá)到或超過(guò)一定的閾值，在P型半導(dǎo)體和氧化物表面處形成反型層電子的濃度大于體內(nèi)空穴的濃度，反型層將源區(qū)S和漏區(qū)D連接起來(lái)，此時(shí)在SD施加一個(gè)電壓，則會(huì)有明顯的電流產(chǎn)生。通過(guò)控制柵極電壓的極性和數(shù)值，使MOS晶體管處于導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，源區(qū)S和漏區(qū)D之間的電流受到柵極電壓的調(diào)制集成電路應(yīng)用。2) 什么是本征光吸收躍遷和電子空穴復(fù)合發(fā)光？半導(dǎo)體本征邊吸收光的波長(zhǎng)為多少？(H)* 本征光吸收：光照可以將價(jià)帶中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶中，形成電子空穴對(duì)，這一過(guò)程稱(chēng)為本征光吸收。電子空穴對(duì)復(fù)合發(fā)光是本征光吸收的逆過(guò)程

18、，即導(dǎo)帶底部的電子躍遷到價(jià)帶頂部的空能級(jí)，發(fā)出能量約為帶隙寬度的光子。 本征光吸收光子的能量滿足：，長(zhǎng)波極限： 本征吸收邊3) 簡(jiǎn)述半導(dǎo)體本征激發(fā)的特點(diǎn)。(H)* 在足夠高的溫度時(shí)，由滿帶到導(dǎo)帶的電子激發(fā)(本征激發(fā))將是主要的。本征激發(fā)的特點(diǎn)是每產(chǎn)生一個(gè)電子同時(shí)將產(chǎn)生一個(gè)空穴: 有：由 ，其中為帶隙寬度。因?yàn)椋?，因此本征激發(fā)隨溫度變化更為陡峭。在這個(gè)范圍里，測(cè)量和分析載流子隨溫度的變化關(guān)系，可以確定帶隙寬度。4) 什么是非平衡載流子？(H)* 熱平衡下，半導(dǎo)體中導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴有一定的分布，滿足：在外界的影響作用下，電子和空穴濃度偏離原來(lái)的平衡值，例如光激發(fā)誘導(dǎo)本征光吸收，產(chǎn)生電子空

19、穴對(duì)。有： 稱(chēng)為非平衡載流子5) 以在P型材料形成的PN結(jié)為例，簡(jiǎn)述光生伏特效應(yīng)? 利用擴(kuò)散摻雜的方法， 在 P 型半導(dǎo)體的表面形成一個(gè)薄的 N 型層， 在光的照射下， 在 PN 結(jié)及其附近產(chǎn)生大量的電子和空穴對(duì)，在 PN 結(jié)附近一個(gè)擴(kuò)散長(zhǎng)度內(nèi)，電子空穴對(duì)還沒(méi)有復(fù)合就有可能通過(guò)擴(kuò)散達(dá)到 PN 結(jié)的強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域（PN 結(jié)自建電場(chǎng)）， 電子將運(yùn)動(dòng)到 N 型區(qū)， 空穴將運(yùn)動(dòng)到 P 型區(qū)，使 N 區(qū)帶負(fù)電、 P 區(qū)帶正電，在上下電極產(chǎn)生電壓 光生伏特效應(yīng)。為什么采用異質(zhì)結(jié)可以提高太陽(yáng)能電池的效率？(HH)光子能量小于寬帶隙的 N 型層， 即 h (Eg ) N ， 可以透過(guò) N 型層， 在帶隙較窄的 P

20、 型層被吸收。用同質(zhì) PN 結(jié)制作光電池，入射光的大部分在表面一層被吸收，由于表面缺陷引起的表面復(fù)合和高摻雜層中載流子壽命低等因素，使得一些電子空穴對(duì)不能到達(dá)強(qiáng)電場(chǎng)以前，就發(fā)生了復(fù)合，降低了太陽(yáng)能電池的效率。 利用異質(zhì)結(jié)的窗口效應(yīng)，可以有效地減小電子空穴的復(fù)合率，提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。6) 簡(jiǎn)述P型和N型半導(dǎo)體載流子的形成。(H)* 根據(jù)摻雜元素對(duì)導(dǎo)電的不同影響，雜質(zhì)態(tài)可分為兩種類(lèi)型。雜質(zhì)在帶隙中提供帶有電子的能級(jí)，能級(jí)略低于導(dǎo)帶底的能量，和價(jià)帶中的電子相比較，很容易激發(fā)到導(dǎo)帶中，稱(chēng)為電子載流子。主要含有施主雜質(zhì)的半導(dǎo)體，主要依靠施主熱激發(fā)到導(dǎo)帶的電子導(dǎo)電 N型半導(dǎo)體。雜質(zhì)提供帶隙中空

21、的能級(jí)，電子由價(jià)帶激發(fā)到受主能級(jí)要比激發(fā)到導(dǎo)帶容易的多。主要含有受主雜質(zhì)的半導(dǎo)體，因價(jià)帶中的一些電子被激發(fā)到施主能級(jí)，而在價(jià)帶中產(chǎn)生許多空穴，主要依靠這些空穴導(dǎo)電 P型半導(dǎo)體。7) 簡(jiǎn)述半導(dǎo)體中淺能級(jí)和深能級(jí)摻雜對(duì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電有何影響？(HH)深能級(jí)：1) 可以成為有效復(fù)合中心，大大降低載流子的壽命； 2) 可以成為非輻射復(fù)合中心，影響半導(dǎo)體的發(fā)光效率； 3) 可以作為補(bǔ)償雜質(zhì)，大大提高半導(dǎo)體材料的電阻率。8) 以在Ge半導(dǎo)體摻入As為例，簡(jiǎn)述為什么類(lèi)氫雜質(zhì)能級(jí)的施主能級(jí)位于導(dǎo)帶附近？(HH)一個(gè)第IV族元素Ge（4 價(jià)元素）被一個(gè)第V族元素As（5 價(jià)元素）所取代的情形， As原子和近鄰的G

22、e原子形成共價(jià)鍵后尚剩余一個(gè)電子。因?yàn)楣矁r(jià)鍵是一種相當(dāng)強(qiáng)的化學(xué)鍵，束縛在共價(jià)鍵上的電子能量很低， 從能帶的角度來(lái)說(shuō)， 就是處于價(jià)帶中的電子。 多余一個(gè)電子受到As+離子靜電吸引， 其束縛作用是相當(dāng)微弱的，在能帶圖中，它位于帶隙之中， 且非常接近導(dǎo)帶底。這個(gè)電子只要吸收很小的能量，就可以從帶隙躍遷到導(dǎo)帶中成為電子載流子。9) 什么是直接帶隙半導(dǎo)體和間接帶隙半導(dǎo)體？結(jié)合電子躍遷滿足的能量和準(zhǔn)動(dòng)量守恒關(guān)系予以說(shuō)明。(HH)10) 根據(jù)不同摻雜的鍺樣品導(dǎo)電率隨溫度變化的結(jié)果和霍耳效應(yīng)測(cè)得電子濃度溫度的變化曲線，簡(jiǎn)述材料中載流子的變化情況。(HH)題目補(bǔ)充：簡(jiǎn)述題：1、簡(jiǎn)述基本術(shù)語(yǔ)基元、格點(diǎn)、布拉菲格子?；航M成晶體的最小基本單元，整個(gè)晶體可以看成是基元的周期性重復(fù)排列構(gòu)成。格點(diǎn)：將基元抽象成一個(gè)代表點(diǎn)，該代表點(diǎn)位于各基元中等價(jià)的位置。布拉菲格子：格點(diǎn)在空