第二章 熱平衡時的能帶及載子濃度

第二章熱平衡時的能帶及載子濃度第1頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1半導體材料Insulator，Semiconductor，Conductor第2頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月半導體材料：導電率介於絕緣體與導體之間導電率易受溫度、照光、磁場及微量雜質的影響，所以半導體在電子應用上很重要。

10-18～10-8S/cm104～106S/cm第3頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月半導體材料分類元素：矽（Si）、鍺（Ge）化合物:二元(binary)-例如GaAs，用於高速、光電元件。三元(ternary)-例如AlxGa1-xAs，調整x的大小可改變材料的特性。四元(quarternary)-例如AlxGa1-xAsySb1-y第4頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2基本晶體結構

固態(tài)物質由其原子排列方式可分為：非晶形(amorphous)、多晶(polycrystalline)、單晶(crystalline)第6頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1單位晶包（unitcell)

是晶體中可用以複製整個晶體的一小塊體積2D3D晶格（lattice):晶體中作週期性排列的原子第7頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月如何表示晶體？畫圖法數(shù)學式abcm、n、p為正整數(shù)第8頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月常見的正立方體晶體結構簡單立方(SC)如釙（Po）體心立方(BCC)如鈉、鎢面心立方(FCC)如鋁、銅、鉑第9頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月最鄰近原子數(shù)最接近原子距離每一單位晶包所含原子數(shù)堆積密度SC6a1/8x1=152.4%BCC81/8x8+1=268%FCC121/8x8+1/2x6=474%第11頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月最鄰近距離最鄰近距離=面對角線的一半最鄰近距離=體對角線的一半第12頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2鑽石結構：元素半導體的晶體結構可看成兩個fcc結構俯視圖堆積密度為34%第13頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月閃鋅礦結構：如GaAs，類似鑽石結構。可看成一個fcc結構原子為As，另一個往體對角線移動1/4的fcc結構原子為Ga。第14頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月最鄰近原子距離1234第15頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月鑽石結構可看成(b)疊在(a)上第16頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.3晶面以及米勒指數(shù)ABCD面：有4個原子ACEF面：有5個原子

比較兩個面，原子密度不同不同平面之晶體性質不同第17頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月晶面以及米勒指數(shù)（續(xù)）米勒指數(shù)為描述晶面的方法找出晶面在x軸y軸z軸的截距（以晶格常數(shù)a為單位）將截距取倒數(shù)，再求出最小簡單整數(shù)比h:k:l則(hkl)即為此平面的米勒指數(shù)例：截距為1，3，2

倒數(shù)為1，1/3，1/2

倒數(shù)比6：2：3

此平面之米勒指數(shù)為

（623）第18頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月立方體結構中重要的平面第19頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月米勒指數(shù)其他相關表示(hkl)表示x截距為負

{hkl}表示一組對稱的對應平面，例如{100}表示(100)(010)(001