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文檔簡介
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
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