半导体物理思考题
第一章 半导体中的电子状态
1、为什么内壳层电子能带窄，外层电子能带宽？
答：内层电子处于低能态，外层电子处于高能态，所以外层电子的共有化运动能力强，因此能带宽。（原子的内层电子受到原子核的束缚较大，与外层电子相比，它们的势垒强度较大。） 2、为什么点阵间隔越小，能带越宽？
答：点阵间隔越小，电子共有化运动能力越强，能带也就越宽。 3、简述半导体的导电机构
答：导带中的电子和价带中的空穴都参与导电。 4、什么是本征半导体、n型半导体、p型半导体？
答：纯净晶体结构的半导体称为本征半导体；自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体称为n型半导体；空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体称为p型半导体。
5、什么是空穴？电子和空穴的异同之处是什么？
答：（1）在电子脱离价键的束缚而成为自由电子后，价键中所留下的空位叫空穴。
（2）相同点：在真实空间的位置不确定；运动速度一样；数量
一致(成对出现)。
不同点：有效质量互为相反数；能量符号相反；电子带负
电，空穴带正电。
6、为什么发光器件多半采用直接带隙半导体来制作？
答：直接带隙半导体中载流子的寿命很短，同时，电子和空穴只要一相遇就会发生复合，这种直接复合可以把能量几乎全部以光的形式放出，因此发光效率高。 7、半导体的五大基本特性
答：(1)负电阻温度效应：温度升高，电阻减小。
(2)光电导效应：由辐射引起的被照射材料的电导率改变的现象。 (3)整流效应：加正向电压时，导通；加反向电压时，不导通。 (4)光生伏特效应：半导体和金属接触时，在光照射下产生电动势。 (5)霍尔效应：通有电流的导体在磁场中受力的作用，在垂直于电
流和磁场的方向产生电动势的现象。
第二章 半导体中杂质和缺陷能级 1、简述实际半导体中杂质与缺陷来源。
答：①原材料纯度不够；②制造过程中引入；③人为控制掺杂。 2、什么是点缺陷、线缺陷、面缺陷？
答：（1）点缺陷：三维尺寸都很小，不超过几个原子直径的缺陷；
（2）线缺陷：三维空间中在二维方向上尺寸较小，在另一维方
向上尺寸较大的缺陷；
（3）面缺陷：二维尺寸很大而第三维尺寸很小的缺陷。 3、点缺陷类型有哪些？
答：①空位；②基质原子的填隙；③杂质原子的填隙与替位。
4、简述肖特基缺陷和弗伦克尔缺陷的异同之处。 答：（1）共同点：都是热缺陷（本征缺陷）。
（2）不同点：弗伦克尔缺陷是空位和间隙质点成对缺陷，晶体体积不发生改变；肖特基缺陷：正离子和负离子空位是成比例出现，伴随体积的增加。
5、元素半导体掺杂工艺有哪些？ 答：①外延；②离子注入；③热扩散。
6、什么是施主杂质？什么是受主杂质？以Si为例说明。
答：Ⅴ族元素在硅中电离时能够释放电子而产生导电电子并形成正电中心，称此类杂质为施主杂质；Ⅲ族元素在硅中电离时能够接受电子而产生导电空穴并形成负电中心，称此类杂质为受主杂质。 7、什么是本征激发？什么是本征半导体？本征半导体的特征是什么？
答: （1）电子从价带直接向导带激发，成为导带电子的过程就是本
征激发。
（2）纯净晶体结构的半导体称为本征半导体。
（3）电子浓度等于空穴浓度，载流子少，导电性差，温度稳定
性差。
8、在半导体中掺入杂质的作用是什么？
答：半导体中掺入微量杂质时，杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态，在禁带中产生杂质能级，从而改变半导体的导电性和决定半导体的导电类型。
半导体物理
