2019年山東大學(xué)半導(dǎo)體物理考研真題

2019年山東大學(xué)半導(dǎo)體物理考研真題一、名詞解釋（每小題3分，共27分）1.單電子近似2.p型半導(dǎo)體3.電離能4.熱載流子5.準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)6.簡并7.陷阱效應(yīng)8.自由載流子吸收9.霍爾效應(yīng)二、問答題（每題5分，共45分）1.什么是間接帶隙和直接帶隙半導(dǎo)體材料?這種不同的能帶結(jié)構(gòu)對(duì)載流子復(fù)合有何影響?2.簡述半導(dǎo)體的主要晶格結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。3.簡述引入空穴概念的意義。4.在同樣的溫度和摻雜濃度下，為什么電子的遷移率高于空穴?5.什么是載流子的遷移運(yùn)動(dòng)?什么是載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)?6.簡述半導(dǎo)體光吸收過程。7.簡述半導(dǎo)體主要電致發(fā)光過程。8.怎樣確定半導(dǎo)體材料的類型（n型或p型半導(dǎo)體材料）?9.圖是中等摻雜濃度的Si的電阻率隨溫度變化關(guān)系的曲線，簡要分析其原因。三、計(jì)算題（共78分）1.銻化銦能隙Eg=0.23eV，介電常數(shù)ε=18，電子有效質(zhì)量me=0.015m，試計(jì)算∶（1）施主電離能;（2）基態(tài)軌道的半徑;（3）施主濃度最小應(yīng)為多大，就會(huì)出現(xiàn)相鄰雜質(zhì)原子軌道間的顯著交迭效應(yīng)?這種交迭可能產(chǎn)生一個(gè)雜質(zhì)能帶，這種能帶的能級(jí)使得有可能出現(xiàn)一種導(dǎo)電性。它大概是通過一種跳躍機(jī)制進(jìn)行，在這種機(jī)制中電子由一個(gè)雜質(zhì)位置運(yùn)動(dòng)到相鄰的電離雜質(zhì)位置。（本題26分）2.計(jì)算含有施主雜質(zhì)濃度ND=9×10-155cm-3及受主雜質(zhì)濃度為1.1×1016cm-3的硅在300k時(shí)的電子和空穴濃度以及費(fèi)米能級(jí)的位置。（本題13分）3.300K時(shí)，Ge的本征電阻率為47Q·cm，如電子和空穴遷移率分別為3900cm2/V·S和1900cm2/V·S，試求本征Ge的載流子濃度。（本題13分）4.CdS光電導(dǎo)體在5100出現(xiàn)截止電導(dǎo)現(xiàn)象。電子壽命為10-2秒，遷移率為0.1m2/（V·s），空穴被陷阱俘獲。光電導(dǎo)體元件長1毫米，寬1毫米，厚0.1毫米，兩端有歐姆接觸。因此，受光面積是1mm2。另外歐姆接觸的面積是0.1mm2。用10瓦特/m2強(qiáng)度的紫外線（λ=4096）照射CdS光電導(dǎo)體，量子效率為1時(shí)，請(qǐng)回答下列問題;（1）每秒中產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)數(shù)（2）樣品中電子數(shù)的增加（3）樣品的電導(dǎo)變化（4）樣品上加50伏電壓時(shí)產(chǎn)生的光電流值（5）光電導(dǎo)過程的增益系數(shù)（本題16分）5.長30mm，寬6mm，，厚1mm的P型半導(dǎo)體樣品，其電阻值為500Ω。把它放置于垂直樣品表面的0.5T的磁場中，當(dāng)通