固体物理考题 第七章 半导体电子论
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m0.15 m ，试计算施主电cc 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σ=nqμ+pq-μ+
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ρ,ρ(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363 ,,e,/2mB
12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。
固体物理考题 第七章 半导体电子论
