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1、一、填空题E （k）=竺1. 自由电子的能量与波数的关系式为（2mo），孤立原子中的电子能量（大小为-m q 4E =on & o h 2 n 2的分立能级），晶体中的电子能量为（电子共有化运动）所形成的（准连续） 的能带。2. 温度一定时，对于一定的晶体，体积大的能带中的能级间隔（小），对于同一块晶体，当 原子间距变大时，禁带宽度（变小）。3. 玻尔兹曼分布适用于（非简并）半导体，对于能量为E的一个量子态被电子占据的概率f （E）二 exp（ -Ef） - exp（）为（BkoTkoT），费米分布适用于（简并）半导体，对于能量为E的一个量子态被电子占据的概率为（1f（E）二-ETE1 + e
2、xp（ 一）kTk0T），当 EF 满足（Ec-Ef -叫减竹-气-2koT ）时，必须考虑该分布。4. 半导体材料中的（能带结构（直接复合）、（杂质和缺陷等复合中心（间接复合）、（样 品形状和表面状态（表面复合）等会影响非平衡载流子的寿命，寿命值的大小反映了材料 晶格的（完整性），是衡量材料的一个重要指标。5. Si属于（间接）带隙半导体。导带极小值位于布里渊区的（100方向）上由布里渊区 中心点r到边界X点的（0.85倍）处，导带极值附近的等能面是（长轴沿100方向的旋 转椭球面），在简约布里渊区，共有（6）个这样的等能面。6. Ge属于（间接）带隙半导体。导带极小值位于布里渊区的111方
3、向）上由布里渊区 边界L点处，导带极值附近的等能面是（长轴沿111方向的旋转椭球面），在简约布里渊 区，共有（4）个这样的等能面。7. GaAs属于（直接）带隙半导体。导带极小值位于布里渊区中心点r处，极值附近的等能 面是（球面），在简约布里渊区，共有（1）个这样的等能面。在布里渊区的（111方向） 边界L点处，存在高于能谷值0.29eV的次低能谷，简约布里渊区一共有（8）个这样的能 谷。8. Si、Ge和GaAs能带结构的共同点：1）禁带宽度具有负温度系数2）价带顶位于布里渊区 中心，k=0处，等能面不是球面，有轻重空穴之分。9. 有效质量是（半导体内部势场）作用的概括。由于晶体内部的各向异
4、性，在k空间的三11d 2 E11d 2 E11 d 2 E个王轴上，有效质量可以表示为（=、=、=，一般m*h2dk 2m*h2dk 2m*h2 dk 2x x y y z z6 2 e情况下，m*, m*, m*是不等的）。在能带底部，为（正）值，即m*（ 0）；在能带顶部,x y z6k 2n62E不一为（负）值，即m*（ ）。在E k关系的拐点处，（m*）,说明此处电子（不受外6k 2nn电场作用，电子从外场获得的能量，全部释放给晶格）。内层电子形成的能带（窄）， E k62E62E曲线曲率（小），（小），所以m* （大）。外层电子能带（宽）（大），所以m* （小）6k 2n6k 2n
5、共有化运动强，在外力作用下，可以获得更大的加速度。10. 一种晶体中导带底电子能量E与波矢K的关系为h 2 k 2 2A，其中Ec为导带底能h2量, A是常数，则电子的有效质量：（m二A ） n （d 2 E、h2（k - k ）2 -，其中k和B是常数，则电（dk2）E =11. 一维晶体中电子能量E与波矢K的关系为1 dE 2 h子速度：v =）h dk B，。12. 半导体的陷阱中心使其中心光电导灵敏度（提高），并使其光电导衰减规律（延长衰减 时间）。13. 当系统处于热平衡状态，也不对外做功的情况下，系统（每增加一个电子）所引起系 统自由能的变化，等于系统的化学势，也就是等于系统的费米
6、能级。费米能级标志了（电子 填充能级）的水平。它主要受（掺杂浓度）、（掺杂种类）和（温度）的影响。在绝对零度时，E 化的能级（没有）电子占据；而E 化的能级（完全被）电子占据。随着温度的升FF高，电子占据E E的能级概率（增大），空穴占据E E的能级概率（增大）。FF二、选择题1. 施主杂质电离后向半导体导带提供（ B ），受主杂质电离后向半导体价带提供（ A ）， 本征激发后向半导体提供（AB）。A.空穴B.电子2. 室温下，半导体 Si掺硼的浓度为10i4cm-3,费米能级（B）;继续掺入浓度为 1.1Xl0i5cm-3的磷，费米能级（A）;将该半导体升温至570K，费米能级（C）。（已知
7、: 室温下,n Ql.5X1Oiocm-3,57OK时,n Q2Xl0i7cm-3）A.高于E B.低于E C.iiii约等于E.i3. 对于处于饱和区的半导体硅材料，温度升高将导致禁带宽度（C）,本征流子浓度（A）,多子浓度（B）,少子浓度（A）。A.变大 B.不变 C.变小4. 最有效的复合中心能级位置在（D ）附近；最有利陷阱作用的能级位置在C ）附近。A. E B. E C. E D. EADFi5. 扩散系数反映了载流子在（A）作用下运动的难易程度，迁移率反映了载流子在（B ）作用下运动的难易程度。A.浓度梯度 B.电场 C.光照 D.磁场6. 最小电导率出现在（B）型半导体。A.
8、n B. p C.本征7. 电子在晶体中的共有化运动是指（C）。A. 电子在晶体中各处出现的几率相同。 B. 电子在晶体原胞中各点出现的几率相同。C.电子在晶体各原胞对应点出现的几率相同。D.电子在晶体各原胞对应点的相位相同。8. 本征半导体是指（D）的半导体。A.电子浓度等于本征载流子浓度B.电阻率最高C.电子浓度等于空穴浓度 D.不含杂质与缺陷9. II-VI族化合物中的M空位V是（C）。mA. 点阵中的金属原子间隙B. 一种在禁带中引入施主的点缺陷C. 点阵中的点阵中的金属原子空位 D. 一种在禁带中引入受主的位错10. 若某半导体导带中电子出现几率为零，则此半导体必定（A）。A. 处于
9、绝对零度 B. 不含任何杂质 C. 不含任何缺陷 D. 不含施主11. Si中掺金的工艺主要用于制造（B）器件。A. 高可靠性 B. 高频 C. 大功率 D. 高电压12. 半导体的载流子扩散系数大小决定于其（D）。A. 复合机构 B. 能带结构 C. 晶体结构 D. 散射机构a八亠qB“2（2兀m*k T）213公式w二和N =严中的m*对于（A）取值相同。c m* Ch 3nA. GaAs B. GaP C. Si D. Ge14. 若用N取代GaP中的一部分P,半导体的禁带宽度（A）;若用As则禁带宽度（C）。A. 变大 B. 不变 C. 变小15. GaAs的导带极值位于布里渊区（D）
10、。A. 方向边界处B. 方向边界处C. 方向边界处D.中心16. 重空穴指的是（C）。A. 质量较大的原子形成的半导体产生的空穴 B. 价带顶附近曲率较大的等能面上的空穴C. 价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴 D. 自旋轨道耦合分裂出来的能带上的空穴17. 根据费米分布函数，电子占据（E + kT ）能级的几率（B）。F0A.等于空穴占据（E + kT ）能级的几率B.等于空穴占据（E - kT ）能级的几率F 0 F 0C.大于电子占据E的几率 D.大于空穴占据E的几率FF18. 对于只含一种杂质的非简并n型半导体，费米能级E随温度升高而（D）。FA.单调上升 B.单调下降 C.经过一个极
11、小值后趋近ED.经过一个极大值后趋近iEi19. 若一种材料的电阻率随温度升高先下降后升高，则该材料是（D）。A. 本征半导体 B. 金属 C. 化合物半导体 D. 掺杂半导体20. 公式卩=茫中的e是载流子的（C）。m*A. 渡越时间 B. 寿命 C. 平均自由时间 D. 扩散系数21. 在太空的空间实验室里生长的 GaAS 具有很高的载流子迁移率，是因为这样的材料（D）。A. 无杂质污染 B. 受宇宙射线辐射 C. 化学配比合理 D. 晶体完整性好22. 在光电转换过程中，Si比GaAs量子效率低，因为其（D）。A. 禁带较窄 B. 禁带较宽 C. 禁带是间接跃迁型 D. 禁带是直接跃迁型
12、23. 若某材料电阻率随温度上升而先下降后上升，该材料是（C）。A.金属.B.本征半导体C.掺杂半导体D.高纯化合物半导体C.平均自由时间D.扩散系数24. 在硅和锗的能带结构中，在布里渊中心存在两个极大值重合的价带，外面的能带（ B ）， 对应的有效质量（C ）,称该能带中的空穴为（E ）。A.曲率大；B.曲率小；C.大；D.小；E.重空穴；F.轻空穴25. 如果杂质既有施主的作用又有受主的作用，则这种杂质称为（ F ）。A.施主B.受主C.复合中心D.陷阱F.两性杂质26. 在通常情况下，GaN呈（A ）型结构，具有（C ）,它是（F ）半导体材料。A.纤锌矿型；B.闪锌矿型；C.六方对称
13、性；D.立方对称性；E.间接带隙；F.直接带隙27. 同一种施主杂质掺入甲、乙两种半导体，如果甲的相对介电常数是乙的3/4, m*/叫r0 是乙的2倍，那么用类氢模型计算结果是（ D ）。A. 甲的施主杂质电离能是乙的8/3，弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/4B. 甲的施主杂质电离能是乙的3/2,弱束缚电子基态轨道半径为乙的32/9C. 甲的施主杂质电离能是乙的16/3，弱束缚电子基态轨道半径为乙的8/3D. 甲的施主杂质电离能是乙的32/9，弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/828. 一块半导体寿命t=15s，光照在材料中会产生非平衡载流子，光照突然停止30ys后， 其中非平衡载流子将衰减到原
14、来的（ C ）。A.1/4 ；B.1/e ；C.1/e2；D.1/229. 对于同时存在一种施主杂质和一种受主杂质的均匀掺杂的非简并半导体，在温度足够高、n /N-N/时，半导体具有（B ）半导体的导电特性。A.非本征B.本征iD A30. 在室温下，非简并Si中电子扩散系数D与N有如下图（C ）所示的最恰当的依赖关31.在纯的半导体硅中掺入硼，在一定的温度下，当掺入的浓度增加时，费米能级向（A ）移动；当掺杂浓度一定时，温度从室温逐步增加，费米能级向（ C ）移动。A.Ev ； B.Ec ； C.Ei； D. EF32. 把磷化镓在氮气氛中退火，会有氮取代部分的磷，这会在磷化镓中出现（ D
15、）。A.改变禁带宽度；B产生复合中心；C.产生空穴陷阱；D.产生等电子陷阱。33. 对于大注入下的直接复合，非平衡载流子的寿命不再是个常数，它与（ C ）。A.非平衡载流子浓度成正比；B平衡载流子浓度成正比；C.非平衡载流子浓度成反比；D.平衡载流子浓度成反比。34. 杂质半导体中的载流子输运过程的散射机构中，当温度升高时，电离杂质散射的概率 和晶格振动声子的散射概率的变化分别是（ B ）。A.变大，变小；B.变小，变大；C.变小，变小；D.变大，变大。35. 如在半导体的禁带中有一个深杂质能级位于禁带中央，贝陀对电子的俘获率（B ）空 穴的俘获率，它是（ D ）。A.大于；B.等于；C.小于；D.有效的复合中心；E.有效陷阱。36. 锗的晶格结构和能带结构分别是（ C ）。A. 金
