29第13章解析課件

2.主量子數(shù)n=4的量子態(tài)中，角量子數(shù)l的可能取值為

；磁量子數(shù)ml

的可能取值為

。2，30，±1，±2，±31.

根據(jù)量子力學(xué)理論，原子內(nèi)電子的量子態(tài)由(n，l，ml，ms)四個(gè)量子數(shù)表征。那么，處于基態(tài)的氦原子內(nèi)兩個(gè)電子的量子態(tài)可由和兩組量子態(tài)表征。4.電子的自旋磁量子數(shù)ms

只能取

和

兩個(gè)值。+1/2-1/25.在主量子數(shù)n=2，自旋磁量子數(shù)ms=1/2

的量子態(tài)中，能夠填充的最大電子數(shù)是

。43.根據(jù)量子力學(xué)理論，氫原子中電子的角動(dòng)量的大小L

由角量子數(shù)l

決定，為

，電子角動(dòng)量在外磁場(chǎng)的分量值Lz

軌道磁量子數(shù)ml決定，為

，當(dāng)主量子數(shù)n=3時(shí)，電子角動(dòng)量大小的可能取為

，電子角動(dòng)量在外磁場(chǎng)的分量值可能為

。上次課練習(xí)答案0，1，2020年9月28日B若氫原子中的電子處于主量子數(shù)n=3的能級(jí)，則電子軌道角動(dòng)量L和軌道角動(dòng)量在外磁場(chǎng)方向的分量Lz可能取的值分別為(A)

L=，2，3；Lz=0，，2，3。(B)

L=0，

，

；Lz=0，，2。(C)

L=0，，2；Lz=0，，2。(D)

L=，

，

；Lz=0，，2，3。B在氫原子的L殼層中，電子可能具有的量子數(shù)(n，l，ml，ms)是(A)(1，0，0，-1/2)。(B)(2，1，-1，1/2)。(C)(2，0，1，-1/2)。(D)(3，1，-1，-1/2)。2020年9月28日C在原子的L殼層中，電子可能具有的四個(gè)量子數(shù)(n，l，ml，ms)是(1)

(2，0，1，1/2)。(2)

(2，1，0，-1/2)。(3)

(2，1，1，1/2)。(4)

(2，1，-1，-1/2)。以上四種取值中，哪些是正確的？(A)

只有(1)、(2)

是正確的。(B)

只有(2)、(3)

是正確的。(C)

只有(2)、(3)、(4)

是正確的。(D)

全部是正確的。2020年9月28日C氫原子中處于2p

狀態(tài)的電子，描述其四個(gè)量子數(shù)(n，l，ml，ms)可能取的值為(A)(3，2，1，-1/2)。(B)(2，0，0，1/2)。(C)(2，1，-1，-1/2)。(D)(1，0，0，1/2)。B下列各組量子數(shù)中，那一組可以描述原子中電子的狀態(tài)？(A)

n=2，l=2，ml=0，ms=1/2。(B)

n=3，l=1，ml=-1，ms=-1/2。(C)

n=1，l=2，ml=1，ms=-1/2。(D)

n=1，l=0，ml=1，ms=-1/2。D直接證實(shí)了電子自旋存在的最早的實(shí)驗(yàn)之一是(A)

康普頓實(shí)驗(yàn)。 (B)

盧瑟福實(shí)驗(yàn)。(C)

戴維遜-

革末實(shí)驗(yàn)。 (D)

斯特恩-

蓋拉赫實(shí)驗(yàn)。2020年9月28日B氫原子的電子躍遷到L殼層(主量子數(shù)n=2)p次殼層的某量子態(tài)上，該量子態(tài)的四個(gè)量子數(shù)可能為(A)

n=2，l=1，ml=2，ms=1/2。(B)

n=2，l=1，ml=0，ms=-1/2。(C)

n=2，l=0，ml=1，ms=1/2。(D)

n=2，l=0，ml=0，ms=-1/2。C氬(Z=18)原子基態(tài)的電子組態(tài)是：(A)1s22s83p8。 (B)1s22s22p63d8。(C)1s22s22p63s23p6。 (D)1s22s22p63p43d2。2020年9月28日(1)

主量子數(shù)n：

n=1，2，3，…它決定原子中電子的能量n

一定，有2n2

個(gè)可能狀態(tài)。(2)

角量子數(shù)l：l=0，1，2，…(n–1)它決定電子繞核運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量的大小。當(dāng)主量子數(shù)n

相同，L

可有n

個(gè)不同角動(dòng)量值。n、l

一定，有2(2l+1)個(gè)可能狀態(tài)。(3)

軌道磁量子數(shù)ml：ml=0，1，

2，…l

它決定電子繞核運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量矢量在外磁場(chǎng)中的指向。角動(dòng)量投影值為：Lz=ml?，n、l、ml

一定，有2個(gè)可能狀態(tài)。(4)

自旋磁量子數(shù)ml：ms=1/2

四個(gè)量子數(shù)它決定電子自旋角動(dòng)量矢量()在外磁場(chǎng)中的指向。Sz=ms?，只有二個(gè)值。2020年9月28日§13.2固體能帶(Energyband)理論

金屬自由電子理論忽略了正離子周期性勢(shì)場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的影響。若考慮其作用，則產(chǎn)生能帶。一、固體的能帶：

以兩個(gè)Na原子形成Na2

分子為例，

設(shè)1

和2

分別為兩個(gè)Na原子的價(jià)電子(3s電子)的波函數(shù)，

為Na2

分子的共有化電子的波函數(shù)。波函數(shù)疊加

=1+2

概率分布||2=|1+2|2=|1|2+|2|2+1*2+12*

當(dāng)原子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)，交換項(xiàng)1*2+12*=0當(dāng)原子接近時(shí)，若1*2+12*>0，||2>|1|2+|2|2則形成化學(xué)鍵，能量；否則不形成化學(xué)鍵，能量。2020年9月28日71212|

|2|

|2兩個(gè)Na原子接近時(shí)的電子云分布和波函數(shù)2020年9月28日81.電子的能量是量子化的；2.電子的運(yùn)動(dòng)有隧道效應(yīng)。原子的最外層電子，其勢(shì)壘穿透概率較大，電子可以在整個(gè)固體中運(yùn)動(dòng)，稱為共有化電子。原子的內(nèi)層電子與原子核結(jié)合較緊,一般不是共有化電子。對(duì)于一般情況通過解薛定諤方程，得出兩點(diǎn)重要結(jié)論：2020年9月28日完全分離的兩個(gè)氫原子能級(jí)兩個(gè)氫原子靠得很近的能級(jí)六個(gè)氫原子靠得很近的能級(jí)2020年9月28日1.能帶的形成r0ErNa3s(1)

當(dāng)原子孤立存在時(shí)，具有各自能級(jí)。(2)

當(dāng)兩原子靠近時(shí)，每個(gè)能級(jí)一分為二，曲線1

能量降低，形成分子；曲線2能量升高，不形成分子。r0

為鍵長，能級(jí)E1

占據(jù)，能級(jí)E2

空閑。(3)

N

個(gè)Na原子聚集時(shí)，每個(gè)能級(jí)分裂為N

個(gè)能級(jí)，一半能級(jí)占據(jù)，一半能級(jí)空閑。(4)

形成Na晶體時(shí)，分裂的能級(jí)(間隔極小)組成能帶，一半能帶占據(jù)，一半能帶空閑。21E1E22020年9月28日Er3s3p4s2pr0r1能帶能帶不同能帶之間可能發(fā)生重疊。

能帶的形成來源于原子的相互作用，或波函數(shù)的交疊。能帶理論適用于金屬、絕緣體、半導(dǎo)體。2020年9月28日1.能帶的形成(2)量子力學(xué)計(jì)算表明，固體中若有N個(gè)原子，由于各原子間的相互作用，對(duì)應(yīng)于原來孤立原子的每一個(gè)量子化的能級(jí)，變成了N條靠得很近的能級(jí)，是準(zhǔn)連續(xù)的，稱為能帶。能帶的寬度記作E，數(shù)量級(jí)為E～eV。若N~1023，則能帶中兩能級(jí)的間距約10-23eV。2020年9月28日離子間距a2p2s1sE0能帶重疊示意圖能帶結(jié)構(gòu)的一般規(guī)律：1.越是外層電子，能帶越寬，E越大。2.點(diǎn)陣間距越小，能帶越寬，E越大。3.兩個(gè)能帶有可能重疊。2020年9月28日2.能帶中電子的排布固體中的每一個(gè)電子只能處在某個(gè)能帶中的某一能級(jí)上。電子排布原則：1.服從泡里不相容原理2.服從能量最小原理設(shè)孤立原子的一個(gè)能級(jí)Enl，考慮自旋，它最多能容納2(2l+1)

個(gè)電子。這一能級(jí)分裂成由

N

條能級(jí)組成的能帶后，能帶最多能容納2N(2l+1)

個(gè)電子。并且，電子排布時(shí)，應(yīng)從最低的能級(jí)排起。2p、3p

能帶，最多容納

6N

個(gè)電子。例如，1s、2s

能帶，最多容納2N

個(gè)電子。2020年9月28日2p、3p

能帶，最多容納6N個(gè)電子。例如，1s、2s

能帶，最多容納2N個(gè)電子。每個(gè)能帶最多容納2N個(gè)電子每個(gè)能帶最多容納6N個(gè)電子單個(gè)Mg原子1s2s2p3s3p

晶體Mg

(N個(gè)原子)電子排布應(yīng)從最低的能級(jí)排起。2020年9月28日二、固體導(dǎo)電性能的能帶論解釋

1.禁帶由于原子的每個(gè)能級(jí)在晶體中要分裂成相應(yīng)的一個(gè)能帶，在兩個(gè)相鄰能帶間，可能有一個(gè)不被允許的能量間隔，這個(gè)能量間隔稱為禁帶。2.能帶的分類：滿帶、不滿帶和空帶滿帶：若能帶中各個(gè)能級(jí)全部被電子填滿，則稱為滿帶。非滿帶：若能帶中只有一部分能級(jí)填入電子，則稱為非滿帶?？諑В喝裟軒е懈鱾€(gè)能級(jí)都沒有電子填充，則稱為空帶。價(jià)帶：價(jià)電子的能級(jí)所分裂而形成的能帶稱為價(jià)帶。導(dǎo)帶：空帶和未被價(jià)電子填滿的價(jià)帶稱為導(dǎo)帶。禁帶

滿帶導(dǎo)帶禁帶空帶非滿帶2020年9月28日3.絕緣體、導(dǎo)體和半導(dǎo)體(1)

絕緣體導(dǎo)帶(空帶)滿帶DEg>3eV

價(jià)帶能帶的特征：(1)只有滿帶和空帶；

(2)滿帶和空帶之間有較寬的禁帶，禁帶寬度一般大于3eV。由于滿帶中的電子不參與導(dǎo)電，一般外加電場(chǎng)又不足以將滿帶中的電子激發(fā)到空帶，此類晶體導(dǎo)電性極差，稱為絕緣體。(2)

半導(dǎo)體導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的晶體稱為半導(dǎo)體，它的能帶結(jié)構(gòu)也只有滿帶和空帶，與絕緣體的能帶相似，差別在于禁帶寬度不同，半導(dǎo)體的禁帶寬度一般較小，在2eV

以下。導(dǎo)帶(空帶)滿帶DEg

<2eV

價(jià)帶2020年9月28日(3)

導(dǎo)體

一價(jià)堿金屬，價(jià)帶為不滿帶；導(dǎo)帶(非滿帶)滿帶

價(jià)帶一價(jià)堿金屬導(dǎo)帶(空帶)滿帶

價(jià)帶二價(jià)堿金屬空帶滿帶

價(jià)帶導(dǎo)帶(非滿帶)其它金屬其它金屬的能帶，其價(jià)帶為不滿帶，且與空帶重疊。當(dāng)外電場(chǎng)作用于晶體時(shí)，價(jià)帶中的電子可以進(jìn)入較高能級(jí)，從而可以形成電流，這正是導(dǎo)體具有良好導(dǎo)電性能的原因。

二價(jià)堿金屬，價(jià)帶為滿帶，但滿帶與空帶緊密相接或部分重疊；2020年9月28日絕緣體與半導(dǎo)體的擊穿當(dāng)外電場(chǎng)非常強(qiáng)時(shí)，它們的共有化電子還是能越過禁帶躍遷到上面的空帶中的。絕緣體半導(dǎo)體導(dǎo)體2020年9月28日[例]固體物理中一般取脫離金屬束縛的電子的能量為正值，束縛于金屬中的電子的能量為負(fù)值，而剛好逸出金屬的靜止電子的能量為零(該能級(jí)叫真空能級(jí))。利用下列數(shù)據(jù)計(jì)算鈉金屬的費(fèi)米能量和導(dǎo)帶底能量。(1)

用波長為300nm的單色光照射鈉金屬，發(fā)出光電子的最大初動(dòng)能為1.84eV；(2)

密度971kg/m3，摩爾質(zhì)量23.0g/mol。EbEF真空能級(jí)E0=0A導(dǎo)帶底解：利用光電效應(yīng)方程，得逸出功2020年9月28日EbEF真空能級(jí)E0=0A導(dǎo)帶底逸出功就是電子從費(fèi)米能級(jí)躍遷至真空能級(jí)所吸收的能量，因此費(fèi)米能量利用自由電子氣模型費(fèi)米能量公式，導(dǎo)帶底能量為2020年9月28日解:[例]用光來激發(fā)半導(dǎo)體硫化鎘(CdS)中的電子，使之能夠成為載流子，光波波長最大為多少？已知禁帶寬度Eg

=2.42eV。2020年9月28日[例]估計(jì)金剛石的電擊穿場(chǎng)強(qiáng)。已知金剛石的禁帶寬度Eg=5.5eV，電子運(yùn)動(dòng)的平均自由程

=0.2m。解：如果金剛石內(nèi)的電子在一個(gè)平均自由程的運(yùn)動(dòng)過程中，被電場(chǎng)加速獲得的能量能夠使電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，則金剛石就被電擊穿。以Eb

表示擊穿場(chǎng)強(qiáng)，則Eg=eEb，由此得2020年9月28日§13.3半導(dǎo)體導(dǎo)電導(dǎo)帶禁帶價(jià)帶Eg一、半導(dǎo)體導(dǎo)電特點(diǎn)：1.禁帶寬度Eg

較小(300K時(shí)Si-1.14eV，Ge-0.67eV)，常溫下即有少量電子被激發(fā)至導(dǎo)帶，在電場(chǎng)作用下形成電流，但電導(dǎo)率介于導(dǎo)體和絕緣體之間。2.溫度升高時(shí)，更多電子進(jìn)入導(dǎo)帶，增加電導(dǎo)率，有熱敏性和光敏性。3.除電子導(dǎo)電外，還有空穴導(dǎo)電。價(jià)帶電子躍入導(dǎo)帶后在價(jià)帶中留下的空量子態(tài)叫空穴。帶正單位電荷。半導(dǎo)體導(dǎo)電是導(dǎo)帶電子導(dǎo)電和價(jià)帶空穴導(dǎo)電共同起作用的結(jié)果。2020年9月28日二、半導(dǎo)體分類1.本征半導(dǎo)體(semiconductor)

本征半導(dǎo)體是指純凈的半導(dǎo)體。介紹兩個(gè)概念：(1)

電子導(dǎo)電……半導(dǎo)體的載流子是電子(2)

空穴導(dǎo)電……半導(dǎo)體的載流子是空穴滿帶上的一個(gè)電子躍遷到空帶后，滿帶中出現(xiàn)一個(gè)空位。

-e+e空帶禁帶滿帶2.雜質(zhì)半導(dǎo)體(1)N型半導(dǎo)體四價(jià)的本征半導(dǎo)體Si、Ge等，摻入少量五價(jià)的雜質(zhì)(impurity)元素(如P、As等)形成電子型半導(dǎo)體，稱N型半導(dǎo)體。(2)P型半導(dǎo)體四價(jià)的本征半導(dǎo)體Si、Ge等，摻入少量三價(jià)的雜質(zhì)元素(如B、Ga、In等)形成空穴型半導(dǎo)體，稱P型半導(dǎo)體。2020年9月28日2020年9月28日[例]室溫下純硅中傳導(dǎo)電子(由價(jià)帶進(jìn)入導(dǎo)帶的電子)的數(shù)密度n0

約為1016m-3。問多少個(gè)硅原子貢獻(xiàn)一個(gè)傳導(dǎo)電子？如果向其中摻入微量磷雜質(zhì)，平均每5106

個(gè)硅原子有一個(gè)被磷原子取代，則傳導(dǎo)電子數(shù)密度增加多少倍？設(shè)每個(gè)磷原子都有一個(gè)“多余的”電子進(jìn)入導(dǎo)帶。已知硅的密度和摩爾質(zhì)量分別為2330kg/m3和28.1g/mol。解：純硅的原子數(shù)密度所以nSi/n0=51028/1016=51012

個(gè)硅原子貢獻(xiàn)一個(gè)傳導(dǎo)電子?？芍雽?dǎo)體的導(dǎo)電能力比金屬弱得多。2020年9月28日利用已知數(shù)據(jù)，磷雜質(zhì)原子的數(shù)密度為

nP=nSi/5106=1022m-3由每個(gè)磷原子貢獻(xiàn)一個(gè)傳導(dǎo)電子可知，這也是由于摻入磷雜質(zhì)而增加的傳導(dǎo)電子數(shù)密度。所以傳導(dǎo)電子數(shù)密度為nP+n0，增加的倍數(shù)為如此微量的雜質(zhì)使傳導(dǎo)電子增加了100萬倍！可見，雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力比本征半導(dǎo)體增強(qiáng)非常顯著。2020年9月28日D與絕緣體相比較，半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是(A)

導(dǎo)帶也是空帶。(B)

滿帶與導(dǎo)帶重合。(C)

滿帶中總是有空穴，導(dǎo)帶中總是有電子。(D)

禁帶寬度較窄。B以下說法正確的是(A)

半導(dǎo)體的禁帶寬度大于絕緣體的禁帶寬度。(B)

導(dǎo)體的價(jià)帶沒被電子充滿。(C)

本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)制為價(jià)帶的電子導(dǎo)電和導(dǎo)帶的空穴導(dǎo)電。(D)N型半導(dǎo)體的多數(shù)載流子為價(jià)帶的空穴，少數(shù)載流子是導(dǎo)帶的電子。2020年9月28日C下述說法中，正確的是(A)

本征半導(dǎo)體是電子與空穴兩種載流子同時(shí)參予導(dǎo)電，而雜質(zhì)半導(dǎo)體(n型或p型)只有一種載流子(電子或空穴)參予導(dǎo)電，所以本征半導(dǎo)體導(dǎo)電性能比雜質(zhì)半導(dǎo)體好。

(B)n型半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能優(yōu)于p型半導(dǎo)體，因?yàn)閚型半導(dǎo)體是負(fù)電子導(dǎo)電，p型半導(dǎo)體是正離子導(dǎo)電。(C)n型半導(dǎo)體中雜質(zhì)原子所形成的局部能級(jí)靠近空帶(導(dǎo)帶)的底部，使局部能級(jí)中多余的電子容易被激發(fā)躍遷到空帶中去，大大提高了半導(dǎo)體導(dǎo)電性能。(D)p型半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)完全決定于滿帶中空穴的運(yùn)動(dòng)。2020年9月28日B如果(1)

鍺用銻(五價(jià)元素)摻雜，(2)

硅用鋁(三價(jià)元素)摻雜，則分別獲得的半導(dǎo)體屬于下述類型：(A)

(1)，(2)均為n型半導(dǎo)體。(B)

(1)為n型半導(dǎo)體，(2)為p型半導(dǎo)體。(C)

(1)為p型半導(dǎo)體，(2)為n型半導(dǎo)體。(D)

(1)，(2)均為p型半導(dǎo)體。Bp型半導(dǎo)體中雜質(zhì)原子所形成的局部能級(jí)(也稱受主能級(jí))，在能帶結(jié)構(gòu)中應(yīng)處于(A)滿帶中。(B)禁帶中，但接近滿帶頂。(C)

導(dǎo)帶中。(D)

禁帶中，但接近導(dǎo)帶底。D硫化鎘(CdS)

晶體的禁帶寬度為2.42eV，要使這種晶體產(chǎn)生本征光電導(dǎo)，則入射到晶體上的光的波長不能大于(A)650nm。(B)628nm。(C)550nm。(D)514nm。2020年9月28日Dn型半導(dǎo)體中雜質(zhì)原子所形成的局部能級(jí)(也稱施主能級(jí))，在能帶結(jié)構(gòu)中應(yīng)處于(A)滿帶中。(B)

導(dǎo)帶中。(C)禁帶中，但接近滿帶頂。(D)

禁帶中，但接近導(dǎo)帶底。D激發(fā)本征半導(dǎo)體中傳導(dǎo)電子的幾種方法有(1)

熱激發(fā)，(2)

光激發(fā)，(3)

用三價(jià)元素?fù)诫s，(4)

用五價(jià)元素?fù)诫s。對(duì)于純鍺和純硅這類本征半導(dǎo)體，在上述方法中能激發(fā)其傳導(dǎo)電子的只有(A)

(1)和(2)。(B)

(3)和(4)。(C)

(1)(2)和(3)。(D)

(1)(2)和(4)。2020年9月28日34A附圖是導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體在熱力學(xué)溫度T=0K時(shí)的能帶結(jié)構(gòu)圖。其中屬于絕緣體的能帶結(jié)構(gòu)是(A)(1)。(B)(2)。(C)(1)，(3)。(D)(3)。(E)(4)。2020年9月28日§13.3.2PN結(jié)一、PN結(jié)的形成

在N型半導(dǎo)體基片的一側(cè)摻入較高濃度的界面附近產(chǎn)生了一個(gè)阻止電子和空穴進(jìn)一步擴(kuò)散。電子和空穴的擴(kuò)散，在P型和N型半導(dǎo)體交P型半導(dǎo)體(補(bǔ)償作用)。受主雜質(zhì)，內(nèi)建(電)場(chǎng)

——。該區(qū)就成為N型P型2020年9月28日

內(nèi)建場(chǎng)大到一定程度，不再有凈電荷的流動(dòng)，達(dá)到了新的平衡。

在P型和N型交界面附近形成的這種特殊結(jié)構(gòu)稱為PN結(jié)(阻擋層，耗盡層)，其厚度約為0.1m。PN結(jié)P型N型2020年9月28日U0電勢(shì)電子電勢(shì)能PN結(jié)NP2020年9月28日

由于PN結(jié)的存在，電子的能量應(yīng)考慮進(jìn)勢(shì)

這使電子能帶出現(xiàn)彎曲：空帶空帶PN結(jié)施主能級(jí)受主能級(jí)滿帶滿帶壘帶來的附加勢(shì)能。2020年9月28日二、PN結(jié)的單向?qū)щ娦?.正向偏壓PN結(jié)的P型區(qū)接電源正極，叫正向偏壓。向N區(qū)運(yùn)動(dòng)，阻擋層勢(shì)壘降低、變窄，有利于空穴向N區(qū)運(yùn)動(dòng)，也有利于電子和反向，這些都形成正向電流(mＡ級(jí))。P型N型I+2020年9月28日

外加正向電壓越大，形成的正向電流也越大，且呈非線性的伏安特性。U(伏)302010(毫安)正向00.21.0I鍺管的伏安特性曲線2020年9月28日2.反向偏壓PN結(jié)的P型區(qū)接電源負(fù)極，叫反向偏壓。也不利于電子阻擋層勢(shì)壘升高、變寬，不利于空穴向N區(qū)運(yùn)動(dòng)，和同向，會(huì)形成很弱的反向電流，稱漏電流(Ａ級(jí))。I無正向電流P型N型+向P區(qū)運(yùn)動(dòng)。但是由于少數(shù)載流子的存在，2020年9月28日

當(dāng)外電場(chǎng)很強(qiáng)，反向電壓超過某一數(shù)值后，反向電流會(huì)急劇增大——反向擊穿。V(伏)I-10-20-30(微安)反向-20-30

用PN結(jié)的單向?qū)щ娦?，擊穿電壓用PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)，可制成光電池。PN結(jié)的應(yīng)用：做整流、開關(guān)用。

加反向偏壓時(shí)，PN結(jié)的伏安特性曲線如左圖?？芍瞥删w二極管(diode)，2020年9月28日PN結(jié)應(yīng)用：發(fā)光二極管太陽能光電池集成電路2020年9月28日量子力學(xué)的建立經(jīng)典物理(-1900年)德布洛意物質(zhì)波海森伯矩陣力學(xué)薛定諤波動(dòng)力學(xué)狄拉克量子力學(xué)

量子力學(xué)(1923-1927年)普朗克能量量子化愛因斯坦光量子論玻爾量子論舊量子論(1900-1913年)2020年9月28日BirthdayofquantummechanicsMaxPlanck(1858-1947)

NobelPrize191814December1900Planck(age42)suggeststhatradiationisquantized.E=hn

h=6.626x10-34J?s2020年9月28日1905Einstein(age26)proposesthephoton.AlbertEinstein(1879-1955)

NobelPrize19212020年9月28日ArthurHollyCompton(1892-1962)NobelPrize1927ComptonScattering1923，thefirstexperimentalverificationforphotonmomentum2020年9月28日1913，Bohr

(age28)constructedatheoryofatom1921BohrInstituteopenedinCopenhagen(Denmark)Itbecamealeadingcenterforquantumphysics(Pauli，Heisenberg，Dirac，…)

NielsBohr(1885-1962)NobelPrize1922Oldquantumtheory舊量子論2020年9月28日1923DeBroglie(age31)matterhaswavepropertiesLouisdeBroglie(1892-1987)

NobelPrize19292020年9月28日MaxBorn(1882-1970)NobelPrize1954

1926,M.Bornsupposed:theintensity||2

ofdeBroglie’swavesomewhereisproportionaltotheprobabilitythattheparticleappearsnearthere.||2表示在時(shí)刻

t、在空間

r

點(diǎn)處，單位體積元中微觀粒子出現(xiàn)的概率。2dV表示在時(shí)刻t、空間r

點(diǎn)處，體積元dV

中發(fā)現(xiàn)微觀粒子的概率。2020年9月28日WernerHeisenberg(1901-1976)NobelPrize1932

tE≥/2

E≥/2x

px

≥/2y

py

≥/2z

pz

≥/21927,GermanphysicistWernerHeisenbergproposedtheuncertaintyprinciple2020年9月28日WavefunctionformulationofquantummechanicsErwinSchr?dinger(1887-1961)NobelPrize1933

1926,Schr?dinger(age39)DiscoveredSchr?dingerequationthe1Dtime-independentequation2020年9月28日1926ErwinSchr?dingerinAustriaCarlEckert(age24)inAmericaProved:wavemechanics=matrixmechanics

(Schr?dingerandHeisenbergtheoriesequivalentmathematically)

Schr?dinger'swavemechanicseventuallybecamethemethodofchoice，becauseitislessabstractandeasiertounderstandthanHeisenberg'smatrixmechanicsNeumann(mathematician)inventedoperatortheoryLargelybecauseofhiswork(publishhisbookin1932)，quantumphysicsandoperatortheorycanbeviewedastwoaspectsofthesamesubject.

wavemechanics=matrixmechanics2020年9月28日PaulDirac(1902-1984)NobelPrize19331925Pauli(