東南大學(xué)物理系半導(dǎo)體物理課程總結(jié)教學(xué)課件

第一章·半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)晶格結(jié)構(gòu)共有化運動,能帶有效質(zhì)量導(dǎo)電機制、空穴一回旋共振般半導(dǎo)體能帶東南大學(xué)物理系半導(dǎo)體物理課程總結(jié)第一章·半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)晶格結(jié)構(gòu)共有化運動,能帶有效質(zhì)量導(dǎo)電機制、空穴一回旋共振般半導(dǎo)體能帶半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)·半導(dǎo)體的物理性質(zhì)與電子狀態(tài)有密切聯(lián)系半導(dǎo)體中的電子與自由電子或單原子電子狀態(tài)不同受到晶體中周圍原子和電子的影響單電子近似:每個電子是在周期性排列且固定不動的原子核勢場及其他電子的平均勢場中運動§1.1半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)合性質(zhì)CrystalStructureandBondsinSemiconductors金剛石結(jié)構(gòu)Si、Ge閃鋅礦結(jié)構(gòu)SiGeGaAs共價鍵纖維鋅礦結(jié)構(gòu)ZnsCdSe混合鍵(a)半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)·半導(dǎo)體的物理性質(zhì)與電子狀態(tài)有密切聯(lián)系半導(dǎo)體中的電子與自由電子或單原子電子狀態(tài)不同受到晶體中周圍原子和電子的影響單電子近似:每個電子是在周期性排列且固定不動的原子核勢場及其他電子的平均勢場中運動§1.1半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)合性質(zhì)CrystalStructureandBondsinSemiconductors金剛石結(jié)構(gòu)Si、Ge閃鋅礦結(jié)構(gòu)SiGeGaAs共價鍵纖維鋅礦結(jié)構(gòu)ZnsCdSe混合鍵(a)§12半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)和能帶lectronStatesandRelatingBondsinSemiconductors重點:電子的共有化運動導(dǎo)帶、價帶與禁帶晶體的能帶電子共有化運動原子組成晶體后,由于電子殼層的交疊,電子不再局限在某一個原子上,可以由一個原子轉(zhuǎn)移到相鄰的原子中去,可以在整個晶體中運動。稱為電子的共有化運動。電子共有化運動示意圖能級的分裂和能帶的形成個原子原子能級分裂為能帶示意圖N個原子將分裂成N個能級金剛石晶體的能帶2p3N導(dǎo)帶Eg禁帶價帶原子間距sP導(dǎo)帶(Conductionband):由SP3SP反成鍵態(tài)產(chǎn)生價帶(Valenceband):由SP3-SP成鍵態(tài)產(chǎn)生SP3雜化電子從VB激發(fā)到CB相當(dāng)于打破共價鍵(1)自由電子的能帶結(jié)構(gòu)2mdr2(r)=E(r)解薛定諤方程可以得到(r)=AeE=h2人2圖19自由阻子E與k的關(guān)冬(2)晶體中的電子的波函數(shù)方d+V(r)ⅣP(r)=E(r)2m。d其V(x)=V(x+sa)布洛赫定律指出PiOk()≥i2x比中和為整數(shù)套§13半