1第一章半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)(完整版)
【正文】 有效質(zhì)量越大，態(tài)密度也越大，因而能帶越窄。 ? 禁帶 （ forbidden band）：不 允許電子存在的能量范圍。 2,…. ）時(shí)出現(xiàn)能量不連續(xù)，形成允帶和禁帶。 其形式與自由電子波函數(shù)相似。 原子的能級(jí)和晶體的能帶 導(dǎo)帶 價(jià)帶 禁帶 硅、鍺、金剛石結(jié)構(gòu)價(jià)電子能帶示意圖 半導(dǎo)體中電子的狀態(tài)和能帶 ? 孤立原子 中的電子是在 該原子核和其它電子的勢(shì)場(chǎng)中 運(yùn)動(dòng) ? 自由電子 （不受外力作用自由運(yùn)動(dòng)的）是在 恒定為零的勢(shì)場(chǎng)中 運(yùn)動(dòng) ? 晶體中的電子 是在 與晶體同周期的周期性勢(shì)場(chǎng)中 運(yùn)動(dòng)，與自由電子和孤立原子中電子運(yùn)動(dòng)都不同。單晶體是由靠得很緊密的原子周期性重復(fù)排列而成的，相鄰原子間距只有零點(diǎn)幾納米的數(shù)量級(jí)。 第一章 半導(dǎo)體中電子狀態(tài) 第一章 半導(dǎo)體中電子狀態(tài) (重要半導(dǎo)體 ) 有效質(zhì)量 空穴 金剛石結(jié)構(gòu)和共價(jià)鍵 元素半導(dǎo)體，硅的 Eg= ? 這種依靠共有自旋相反配對(duì)的價(jià)電子所形成的原子間的結(jié)合力，稱為 共價(jià)鍵 。如果能寫出半導(dǎo)體中所有相互作用著的原子核和電子系統(tǒng)的薛定諤方程，并求出其 解 ，就能 了解 半導(dǎo)體的許多 物理性質(zhì) 。但是，這是一個(gè)非常復(fù)雜的 多體問(wèn)題 ， 不可能求出其嚴(yán)格解 ，只能用 近似 的處理方法 單電子近似 來(lái)研究固態(tài)晶體中電子的能量狀態(tài)。 ? 由共價(jià)鍵結(jié)合而成的晶體稱為 共價(jià)晶體 。因此， 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)肯定和原子中的不同 ，特別是 外層電子 會(huì)有顯著的變化。 ? 但研究發(fā)現(xiàn)，電子在周期性勢(shì)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基本特點(diǎn)和 自由電子 的運(yùn)動(dòng)很相似。 2( ) ( 2)i k xkkx u x e ?? ? ? ?()kux( ) ( )kku x u x n a??、 電子在周期勢(shì)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 半導(dǎo)體中電子的狀態(tài)和能帶 ? 式 (1)具有式 (2)形式的解，這一結(jié)論稱為布洛赫定理。 2. 在布里淵區(qū)里，能量是連續(xù)的。 空帶、滿帶、導(dǎo)帶、價(jià)帶 都是允帶?！笔欠袢绱?？為什么？ 從能帶底到能帶頂，晶體中電子的有效質(zhì)量將如何變化？外場(chǎng)對(duì)電子的作用效果有什么不同？ 以硅的本征激發(fā)為例，說(shuō)明半導(dǎo)體能帶圖的物理意義及其與硅晶體結(jié)構(gòu)的聯(lián)系？為什么電子從其價(jià)鍵上掙脫出來(lái)所需的最小能量就是半導(dǎo)體的禁帶寬度？ E K 第一章 半導(dǎo)體中電子狀態(tài) 有效質(zhì)量 空穴 回旋共振 回旋共振 回旋共振 回旋共振 回旋共振 回旋共振 回旋共振 回旋共振 回旋共振 回旋共振 回旋共振 回旋共振 第一章 半導(dǎo)體中電子狀態(tài) 有效質(zhì)量 空穴 硅和鍺的能帶結(jié)構(gòu) 硅的導(dǎo)帶結(jié)構(gòu) 硅和鍺的能帶結(jié)構(gòu) 硅的導(dǎo)帶結(jié)構(gòu) 硅和鍺的能帶結(jié)構(gòu) 硅的導(dǎo)帶結(jié)構(gòu) 硅和鍺的能
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