半導(dǎo)體物理學(xué)--在線瀏覽
2024-09-11 14:52本頁面
【正文】 onductor Physics Chapter 1 1， 適當(dāng)條件下生長的單晶體，外形呈規(guī)則的幾何形狀； 原子排列的規(guī)則性，宏觀上決定了單晶體具有以下共性： Semiconductor Physics Chapter 1 2， 不同方向上原子排列情況不一樣，物理性質(zhì)也不相同，具有 各向異性 。 Semiconductor Physics Chapter 1 固體除晶體外，還有非晶體。玻璃、塑料等都是非晶體。 半導(dǎo)體物理學(xué)是固體物理學(xué)的分支，研究半導(dǎo)體晶體中原子和電子的運(yùn)動規(guī)律及其性質(zhì)。 晶體組成的化學(xué)成分不同其性質(zhì)當(dāng)然不同；晶體化學(xué)成分相同，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)也不相同。 下面以氫化鈉晶體為例，筒單說明描述晶體結(jié)構(gòu)周期性的方法。 形成 NaCl 晶體時(shí) ， 每個 Na + 離子的近鄰是 C1 離子 ， C1 離子的近鄰是 Na + 離子 。 NaCl 是典型的離子晶體 。 Semiconductor Physics Chapter 1 x y z Semiconductor Physics Chapter 1 Semiconductor Physics Chapter 1 不同晶體的基本結(jié)構(gòu)單元是不同的 。 NaCl 晶體的基本結(jié)構(gòu)單元 ，由一個 Na + 離子和一個 C1 離子組成 。 每個基本結(jié)構(gòu)單元的代表點(diǎn) ， 必須選在各單元中的同類原子上 （ NaCI 的 Na 或 Cl ） ， Semiconductor Physics Chapter 1 也可以選在在基本結(jié)構(gòu)單元的 “ 重心 ” 上 。 代表點(diǎn)的整體稱為 空間晶格 ，或 布拉伐格子（ Bravias Lattice） 。 格點(diǎn)所代表的原子集團(tuán) ，彼此之間有相同的結(jié)構(gòu) ，即原子的成分 、 排列和取向均相同 。 晶體結(jié)構(gòu)是指晶體中的原子排列 ， 而布拉伐格子則是指晶體基本結(jié)構(gòu)單元代表點(diǎn)在空間的分布 。 因?yàn)椴祭ジ顸c(diǎn)的排列情況與實(shí)際原子相同 ， 兩者的周期性完全一致 。 表明上面的等式是成立的 。 Semiconductor Physics Chapter 1 單胞是以格點(diǎn)為頂點(diǎn) ， 以三個獨(dú)立方向上的周期為邊長構(gòu)成的平行六面體 ，它是晶體中的一個小體積 ，一個周期性重復(fù)的區(qū)域 。 單胞的重復(fù)堆積 ， 可以得到整個晶體 。 Semiconductor Physics Chapter 1 每個原胞只能包含一個基元 ， 即一個布拉伐格點(diǎn) ，且該布拉伐格點(diǎn)只能在原胞的頂角上 ， 體心和面心不能有布拉伐格點(diǎn) 。 Semiconductor Physics Chapter 1 很多情況下 ， 原胞的形狀不便反映晶體中原子排列的對稱性 。 Semiconductor Physics Chapter 1 NaCl 晶體的單胞通常選擇圖示立方體 Na+ Cl a b c Semiconductor Physics Chapter 1 現(xiàn)在計(jì)算單胞中含多少個布拉伐格點(diǎn) 。 每個面心格點(diǎn)被兩個立方體平分 ， 因而平均來說 ， 它面心格點(diǎn)對一個立方體的貢獻(xiàn)是 1／ 2。 Semiconductor Physics Chapter 1 由此可知，一個單胞中布拉伐格點(diǎn)的平均數(shù)為： 4818216 ????Semiconductor Physics Chapter 1 就是說 ， 面心立方體單胞 ，包含四個布拉伐格點(diǎn) 。 這樣的單胞顯然不是體積最小的單胞 。 a b c a1 a2 a3 Semiconductor Physics Chapter 1 Semiconductor Physics Chapter 1 原胞中 ， 因?yàn)楦顸c(diǎn)都在頂角上 ， 所以每個原胞中平均只包含 —個格點(diǎn) 。 Semiconductor Physics Chapter 1 基矢量是沿單胞三個邊長方向上，長度等于單胞邊長的獨(dú)立矢量。 Semiconductor Physics Chapter 1 a b c Semiconductor Physics Chapter 1 原基矢量是支揮起原胞的三個獨(dú)立矢量，通常表為 a1， a2， a3 。 Semiconductor Physics Chapter 1 由于每個布拉伐格點(diǎn)都處在原胞的頂角上，因此，所有布拉伐格點(diǎn)的徑向矢量，即晶格矢量 R 都可表為 332211 amamamR ???Semiconductor Physics Chapter 1 332211 amamamR ???a 1 a 2 R R = 4a1 + 2a2 + 0a3 Semiconductor Physics Chapter 1 描述晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)周期性的上述方法 ， 彼此是相關(guān)的 ， 知道一種方法 ， 便可以導(dǎo)出其它方法 。 Semiconductor Physics Chapter 1 引入上述這些概念后，晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的周期性，可以這樣來描述： 各個原胞中的點(diǎn)，原子排列情況是相同的。所以，晶體中任意一點(diǎn) r 和另一點(diǎn) r1 若 ? ?3322111 amamamrr ????式中
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