普通高等教育電子科學(xué)與技術(shù)類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材半導(dǎo)體物理學(xué)(普通高等教育電子科學(xué)與技術(shù)類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材)
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普通高等教育電子科學(xué)與技術(shù)類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材半導(dǎo)體物理學(xué)(普通高等教育電子科學(xué)與技術(shù)類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材) 版權(quán)信息
- ISBN:9787030665799
- 條形碼:9787030665799 ; 978-7-03-066579-9
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù):暫無(wú)
- 重量:暫無(wú)
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普通高等教育電子科學(xué)與技術(shù)類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材半導(dǎo)體物理學(xué)(普通高等教育電子科學(xué)與技術(shù)類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書(shū)主要講述半導(dǎo)體中一些基本的物理規(guī)律。前兩章先扼要地介紹了晶體結(jié)構(gòu)和晶格振動(dòng)的基本知識(shí),第三章通過(guò)簡(jiǎn)單模型的計(jì)算和討論,得出能帶理論的主要結(jié)論,以及了解半導(dǎo)體物理性質(zhì)所必需的基本概念。隨后講述了半導(dǎo)體物理的基本內(nèi)容,包括半導(dǎo)體中的電子狀態(tài),電子和空穴的統(tǒng)計(jì)分布,電荷輸運(yùn)現(xiàn)象,熱效應(yīng),非平衡載流子,接觸現(xiàn)象,半導(dǎo)體表面和能帶理論基礎(chǔ)等內(nèi)容。第十二章和第十三章分別介紹了半導(dǎo)體超晶格和非晶態(tài)半導(dǎo)體這兩個(gè)活躍研究領(lǐng)域的基本知識(shí).
普通高等教育電子科學(xué)與技術(shù)類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材半導(dǎo)體物理學(xué)(普通高等教育電子科學(xué)與技術(shù)類特色專業(yè)系列規(guī)劃教材) 目錄
第1章 半導(dǎo)體的概述 1
1.1 元素半導(dǎo)體 1
1.2 化合物半導(dǎo)體 2
1.3 氧化物半導(dǎo)體 4
1.4 有機(jī)半導(dǎo)體 5
1.5 磁性半導(dǎo)體 6
1.6 低維半導(dǎo)體 7
1.7 非晶半導(dǎo)體 9
1.8 半導(dǎo)體的應(yīng)用 10
第2章 晶體結(jié)構(gòu) 12
2.1 晶體結(jié)構(gòu)的周期性 12
2.2 晶體的對(duì)稱性 14
2.3 晶列與晶面 15
2.3.1 晶列 15
2.3.2 晶列指數(shù) 15
2.3.3 晶面 15
2.4 倒格子 16
2.5 典型晶體結(jié)構(gòu) 18
2.5.1 金剛石結(jié)構(gòu) 18
2.5.2 閃鋅礦結(jié)構(gòu) 19
2.5.3 纖鋅礦結(jié)構(gòu) 19
習(xí)題 19
第3章 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài) 21
3.1 晶體中的能帶 21
3.1.1 能帶的形成 21
3.1.2 晶體中電子的波函數(shù)和能量譜值 24
3.2 在外力作用下晶體中電子的運(yùn)動(dòng) 33
3.2.1 電子的運(yùn)動(dòng)速度 33
3.2.2 在外力作用下電子狀態(tài)的變化 35
3.2.3 電子的加速度和有效質(zhì)量 36
3.3 導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴 37
3.3.1 能帶和部分填充的能帶 38
3.3.2 金屬、半導(dǎo)體和絕緣體的能帶 39
3.3.3 空穴 40
3.4 硅、鍺和砷化鎵的能帶結(jié)構(gòu) 41
3.4.1 硅和鍺的能帶結(jié)構(gòu) 43
3.4.2 砷化鎵的能帶結(jié)構(gòu) 44
3.5 雜質(zhì)和缺陷能級(jí) 45
3.5.1 硅和鍺中的雜質(zhì)能級(jí) 46
3.5.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體中的雜質(zhì) 48
3.5.3 類氫模型 48
3.5.4 深能級(jí) 50
3.5.5 缺陷能級(jí) 52
習(xí)題 52
第4章 半導(dǎo)體中載流子的平衡統(tǒng)計(jì)分布 54
4.1 狀態(tài)密度 54
4.1.1 倒空間電子態(tài)分布 55
4.1.2 導(dǎo)帶狀態(tài)密度 55
4.1.3 價(jià)帶狀態(tài)密度 56
4.2 費(fèi)米分布函數(shù)與費(fèi)米能級(jí) 57
4.2.1 費(fèi)米分布函數(shù)的適用條件 57
4.2.2 費(fèi)米分布函數(shù)與費(fèi)米能級(jí) 58
4.2.3 費(fèi)米分布函數(shù)的性質(zhì) 59
4.3 能帶中的電子和空穴濃度 60
4.3.1 導(dǎo)帶電子濃度 60
4.3.2 價(jià)帶空穴濃度 62
4.4 本征半導(dǎo)體的載流子濃度 63
4.4.1 電中性條件 64
4.4.2 本征費(fèi)米能級(jí) 64
4.4.3 本征載流子濃度 64
4.5 雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度 66
4.5.1 電子占據(jù)雜質(zhì)能級(jí)的概率 66
4.5.2 N 型半導(dǎo)體載流子濃度 68
4.5.3 P 型半導(dǎo)體載流子濃度 71
4.5.4 飽和電離區(qū)的范圍 73
4.5.5 雜質(zhì)濃度和溫度對(duì)載流子濃度的影響 74
4.5.6 雜質(zhì)補(bǔ)償半導(dǎo)體 75
4.6 簡(jiǎn)并半導(dǎo)體 78
4.6.1 載流子濃度 79
4.6.2 發(fā)生簡(jiǎn)并化的條件 80
習(xí)題 81
第5章 半導(dǎo)體的導(dǎo)電性 83
5.1 晶格振動(dòng) 83
5.1.1 聲學(xué)支振動(dòng)和光學(xué)支振動(dòng) 83
5.1.2 聲子 85
5.2 載流子的散射 85
5.2.1 載流子散射的概念 86
5.2.2 散射概率和弛豫時(shí)間 87
5.2.3 散射的物理機(jī)構(gòu) 89
5.3 電導(dǎo)現(xiàn)象 94
5.3.1 遷移率和電導(dǎo)率 94
5.3.2 多能谷的電導(dǎo)率 96
5.3.3 電導(dǎo)率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系 98
5.4 霍爾效應(yīng) 101
5.4.1 單一載流子類型的霍爾效應(yīng) 101
5.4.2 電子空穴共存的霍爾效應(yīng) 104
5.4.3 霍爾系數(shù)的修正 107
5.5 強(qiáng)電場(chǎng)效應(yīng) 108
5.5.1 強(qiáng)電場(chǎng)的載流子漂移 108
5.5.2 耿氏效應(yīng) 110
習(xí)題 112
第6章 非平衡載流子 113
6.1 非平衡載流子的產(chǎn)生和復(fù)合 113
6.1.1 非平衡載流子的產(chǎn)生 113
6.1.2 非平衡載流子的復(fù)合和壽命 114
6.1.3 準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí) 116
6.2 連續(xù)性方程 118
6.2.1 載流子的流密度和電流密度 118
6.2.2 愛(ài)因斯坦關(guān)系 119
6.2.3 連續(xù)性方程 121
6.2.4 少數(shù)載流子的連續(xù)性方程 123
6.2.5 電中性條件 124
6.3 非本征半導(dǎo)體中非平衡少子的擴(kuò)散和漂移 125
6.3.1 少子的擴(kuò)散 125
6.3.2 少子的漂移 127
6.3.3 少子的擴(kuò)散和漂移 127
6.4 少子脈沖的擴(kuò)散和漂移 130
6.5 近本征半導(dǎo)體中非平衡載流子的擴(kuò)散和漂移 132
6.5.1 雙極擴(kuò)散 133
6.5.2 雙極擴(kuò)散和漂移 134
6.6 復(fù)合機(jī)理 135
6.6.1 兩種復(fù)合過(guò)程 135
6.6.2 引起復(fù)合和產(chǎn)生過(guò)程的內(nèi)部作用 136
6.6.3 表面復(fù)合 136
6.7 直接輻射復(fù)合 138
6.7.1 復(fù)合率和產(chǎn)生率 138
6.7.2 凈復(fù)合率和壽命 139
6.7.3 復(fù)合系數(shù) 140
6.8 直接俄歇復(fù)合 141
6.8.1 帶間俄歇復(fù)合過(guò)程 142
6.8.2 非平衡載流子壽命 143
6.9 通過(guò)復(fù)合中心的復(fù)合 144
6.9.1 通過(guò)復(fù)合中心的復(fù)合過(guò)程 144
6.9.2 壽命公式 146
6.9.3 壽命隨載流子濃度的變化 148
6.9.4 壽命與復(fù)合中心能級(jí)位置的關(guān)系 149
6.9.5 壽命隨溫度的變化 150
6.9.6 金在硅中的復(fù)合作用 151
習(xí)題 151
第7章 金屬和半導(dǎo)體的接觸 155
7.1 外電場(chǎng)中的半導(dǎo)體 155
7.2 熱電子功函數(shù) 158
7.3 金屬-半導(dǎo)體接觸 160
7.4 肖特基結(jié)及其整流現(xiàn)象 164
7.5 肖特基結(jié)整流理論 166
7.6 肖特基結(jié)的擴(kuò)散整流 168
7.7 歐姆接觸 170
習(xí)題 171
第8章 半導(dǎo)體PN結(jié) 172
8.1 平衡PN結(jié) 172
8.2 非平衡PN結(jié) 177
8.3 窄PN結(jié)理論 181
8.4 簡(jiǎn)并半導(dǎo)體的PN結(jié),隧道二極管 185
8.5 N+N和P+P結(jié) 188
8.6 異質(zhì)結(jié) 190
習(xí)題 192
第9章 半導(dǎo)體的表面 194
9.1 表面態(tài) 194
9.1.1 理想一維晶體表面模型及其解 194
9.1.2 實(shí)際表面 197
9.2 表面電場(chǎng)效應(yīng) 198
9.2.1 表面空間電荷區(qū) 200
9.2.2 表面電勢(shì)與能帶彎曲 200
9.2.3 載流子積累、耗盡、反型 203
9.3 MIS結(jié)構(gòu)的電容及C-V特性 210
9.3.1 理想MIS結(jié)構(gòu)的電容及其電容-電壓特性 210
9.3.2 實(shí)際MIS結(jié)構(gòu)的電容及其電容-電壓特性 217
9.4 二維電子氣 220
9.4.1 二維電子氣概念簡(jiǎn)介 220
9.4.2 MIS 結(jié)構(gòu)中存在的二維電子氣 221
9.4.3 高電子遷移率晶體管中二維電子氣 221
習(xí)題 222
第10章 半導(dǎo)體的光學(xué)與光電性質(zhì) 224
10.1 半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì) 224
10.1.1 折射率和吸收系數(shù) 224
10.1.2 反射率和透射率 225
10.1.3 半導(dǎo)體的色散與極化率 227
10.2 半導(dǎo)體的光吸收 232
10.2.1 帶間直接躍遷 234
10.2.2 帶間間接躍遷 235
10.2.3 激子吸收 236
10.2.4 雜質(zhì)缺陷吸收 237
10.2.5 自由載流子吸收 238
10.3 半導(dǎo)體的光電導(dǎo) 239
10.3.1 附加光電導(dǎo) 239
10.3.2 定態(tài)光電導(dǎo)及其弛豫過(guò)程 240
10.3.3 陷阱效應(yīng)及其對(duì)光電導(dǎo)影響 243
10.4 半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng) 246
10.4.1 PN 結(jié)的光生伏特效應(yīng) 246
10.4.2 光電池的電流-電壓特性 247
10.5 半導(dǎo)體的輻射發(fā)光 248
10.5.1 半導(dǎo)體的光發(fā)射過(guò)程 248
10.5.2 發(fā)光效率 250
10.5.3 光致發(fā)光與電致發(fā)光 251
10.5.4 自發(fā)輻射與受激輻射 251
習(xí)題 252
第11章 半導(dǎo)體的其他性質(zhì) 254
11.1 半導(dǎo)體的熱電效應(yīng) 254
11.1.1 澤貝克效應(yīng) 254
11.1.2 佩爾捷效應(yīng) 257
11.1.3 湯姆孫效應(yīng) 258
11.2 半導(dǎo)體的磁學(xué)效應(yīng) 259
11.2.1 磁阻效應(yīng) 259
11.2.2 磁光效應(yīng) 260
11.2.3 熱磁效應(yīng) 261
11.3 半導(dǎo)體的力學(xué)效應(yīng) 263
11.3.1 壓電效應(yīng) 263
11.3.2 壓阻效應(yīng) 263
習(xí)題 264
附錄 265
附錄1 重要符號(hào)表 265
附錄2 物理常數(shù) 268
參考文獻(xiàn) 269
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經(jīng)典常談
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中國(guó)人在烏蘇里邊疆區(qū):歷史與人類學(xué)概述
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