《固体物理考题 第七章 半导体电子论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《固体物理考题 第七章 半导体电子论（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章 半导体电子论1 什么是施主杂质？什么是受主杂质？施主能级和受主能级有什么特点？施主杂质：杂质在带隙中提供带有电子的能级；特点：能级略为低于导带底的能量，和价带中的电子相比，很容易激发到导带中。受主杂质：杂质提供带隙中空的能级；特点：电子由满带激发到受主能级比激发到导带容易很多。2 锑化铟能隙 Eg=0.23eV，介电常数 =18，电子有效质量 mc* =0.15 mc ，试计算施主电离能和基态轨道的半径。3 写出半导体载流子的统计公式，并说明半导体中的电子分布与金属中的情况有何异同。4 写出本征半导体中平衡载流子浓度的公式，并说明为什么电子浓度与空穴浓度的乘积是一个与 Fermi 能无
2、关的数。黄昆 341 页5 从导电载流子的起源来看，有几种半导体？主要依靠施主热激发导带的电子导电的导体为 N 型半导体;主要依靠空穴导电的为 P 型半导体。6 什么是霍耳效应？何时会出现量子霍耳效应？当 电 流 垂 直 于 外 磁 场 通 过 导 体 或 半 导 体 时 ， 在 导 体 的 垂 直 于 磁 场 和 电 流 方 向 的 两 个 端面 之 间 会 出 现 电 势 差 ， 这 一 现 象 便 是 霍 尔 效 应 。 这 个 电 势 差 也 被 叫 做 霍 尔 电 势 差 。当外磁场很强时会出现量子霍尔效应7 试列出三种重要的功能材料并简述其性能8 简述半导体的导电机理，分析其电导率
3、的温度关系？由杂质和满带激发电子，而使得导带产生电子或使满带产生空穴，这些电子和空穴致使半导体导电。半导体的导电就是依靠导带底的少量电子和价带顶的少量空穴。电导率 =nq-+pq+电 导 率 的 温 度 关 系 ： 决 定 电 导 率 的 因 素 是 载 流 子 浓 度 和 迁 移 率 。在 低 温 下 ： 由 于 载 流 子 浓 度 指 数 式 增 大 （ 施 主 或 受 主 杂 质 不 断 电 离 ） ， 而 迁 移 率 也是 增 大 的 （ 电 离 杂 质 散 射 作 用 减 弱 之 故 ） ， 所 以 这 时 电 导 率 随 着 温 度 的 升 高 是 上 升 的（ 即 电 阻 率 下
4、 降 ） 。 在 室 温 下 ： 由 于 施 主 或 受 主 杂 质 已 经 完 全 电 离 ， 则 载 流 子 浓 度 不 变 ，但 迁 移 率 将 随 着 温 度 的 升 高 而 降 低 （ 晶 格 振 动 加 剧 ， 导 致 声 子 散 射 增 强 所 致 ） ， 所 以 电导 率 将 随 着 温 度 的 升 高 而 减 小 （ 即 电 阻 率 增 大 ） 。 在 高 温 下 ： 这 时 本 征 激 发 开 始 起 作 用 ，载 流 子 浓 度 将 指 数 式 地 很 快 增 大 ， 虽 然 这 时 迁 移 率 仍 然 随 着 温 度 的 升 高 而 降 低 （ 声 子 散射 越 来 越
5、 强 ） ， 但 是 这 种 迁 移 率 降 低 的 作 用 不 如 载 流 子 浓 度 增 大 的 强 ， 所 以 总 的 效 果 是电 导 率 随 着 温 度 的 升 高 而 上 升 （ 即 电 阻 率 下 降 ） 。9硅本征载流子浓度为，导带有效密度为，若掺入每立方厘米的原子，计算载流子浓度。10 本征半导体的能带结构零温时为价带全满而导带全空。试图解两种带宽不同的半导体做成量子阱后( 阱宽为纳米量级), 其有限温度下载流子在空间和能量上分布 (z,E)。11 在垂直于半导体表面上加一磁场 B, MOS 反型层中的电子能级会发生分裂, 形成郎道能级， 对此系统做霍尔测量时, 能观察到量子霍尔效应. 若典型的霍尔电阻特征结构对应的栅压变化为几个电子伏特, 试估计测量量子霍尔效应所需磁场的强度.( 提示:玻尔磁子的表达式为 )黄昆 363m2/eBh12 试通过数据说明，为什么处理硅、锗等半导体的可见光吸收时，采用垂直跃迁的近似是合理的。
