17版半导体物理考研大纲.doc

一、考试形式（一）闭卷，笔试，考试时间180分钟，试卷总分150分（二）试卷结构 第一部分：名词解释， 约50分第二部分：简答题，约20分 第三部分：计算题、证明题，约80分二、考试内容（一）半导体的电子状态：半导体的晶格结构和结合性质，半导体中的电子状态和能带，半导体中的电子运动和有效质量，本征半导体的导电机构，空穴，回旋共振，硅和锗的能带结构，IIIV族化合物半导体的能带结构，IIVI族化合物半导体的能带结构（二）半导体中杂质和缺陷能级：硅、锗晶体中的杂质能级，IIIV族化合物中杂质能级，缺陷、位错能级（三）半导体中载流子的统计分布状态密度，费米能级和载流子的统计分布，本征半导体的载流子浓度，杂质半导体的载流子浓度，一般情况下的载流子统计分布，简并半导体（四）半导体的导电性载流子的漂移运动，迁移率，载流子的散射，迁移率与杂质浓度和温度的关系，电阻率及其与杂质浓度和温度的关系，玻尔兹曼方程，电导率的统计理论，强电场下的效应，热载流子，多能谷散射，耿氏效应 （五）非平衡载流子非平衡载流子的注入与复合，非平衡载流子的寿命，准费米能级，复合理论，陷阱效应，载流子的扩散运动，载流子的漂移运动，爱因斯坦关系式，连续性方程式（六）p-n结p-n结及其能带图，p-n结电流电压特性，p-n结电容，p-n结击穿，p-n结隧道效应 （七）金属和半导体的接触金属半导体接触及其能级图，金属半导体接触整流理论，少数载流子的注入和欧姆接触（八）半导体表面与MIS结构表面态，表面电场效应，MIS结构的电容电压特性，硅二氧化硅系数的性质，表面电导及迁移率，表面电场对pn结特性的影响 （九）异质结异质结及其能带图，异质结的电流输运机构，异质结在器件中的应用，半导体超晶格 （十）半导体的光、热、磁、压阻等物理现象半导体的光学常数，半导体的光吸收，半导体的光电导，半导体的光生伏特效应，半导体发光，半导体激光，热电效应的一般描述，半导体的温差电动势率，半导体的玻尔帖效应，半导体的汤姆孙效应，半导体的热导率，半导体热电效应的应用，霍耳效应，磁阻效应，磁光效应，量子化霍耳效应，热磁效应，光磁电效应，压阻效应，声波和载流子的相互作用三、考试要求（一）半导体的晶格结构和电子状态1了解半导体的晶格结构和结合性质的基本概念。2理解半导体中的电子状态和能带的基本概念。3掌握半导体中的电子运动规律，理解有效质量的意义。4理解本征半导体的导电机构，理解空穴的概念。5熟练掌握空间等能面和回旋共振的相关公式推导、并能灵活运用。6理解硅和锗的能带结构，掌握有效质量的计算方法。7了解IIIV族化合物半导体的能带结构。8了解IIVI族化合物半导体的能带结构。（二）半导体中杂质和缺陷能级1理解替位式杂质、间隙式杂质、施主杂质、施主能级、受主杂质、受主能级的概念。2简单计算浅能级杂质电离能。3了解杂质的补偿作用、深能级杂质的概念。4了解IIIV族化合物中杂质能级的概念。5理解点缺陷、位错的概念。（三）半导体中载流子的统计分布1深入理解并熟练掌握状态密度的概念和表示方法。2深入理解并熟练掌握费米能级和载流子的统计分布。3深入理解并熟练掌握本征半导体的载流子浓度的概念和表示方法。4深入理解并熟练掌握杂质半导体的载流子浓度的概念和表示方法。5理解并掌握一般情况下的载流子统计分布。6深入理解并熟练掌握简并半导体的概念，简并半导体的载流子浓度的表示方法，简并化条件。了解低温载流子冻析效应、禁带变窄效应。（四）半导体的导电性1深入理解迁移率的概念。并熟练掌握载流子的漂移运动，包括公式。2深入理解载流子的散射的概念。3深入理解并熟练掌握迁移率与杂质浓度和温度的关系，包括公式。4深入理解并熟练掌握电阻率及其与杂质浓度和温度的关系，包括公式。5深入理解电导率的统计理论。并熟练掌握玻尔兹曼方程。6了解强电场下的效应和热载流子的概念。7了解多能谷散射概念和耿氏效应。（五）非平衡载流子1深入理解非平衡载流子的注入与复合的概念，包括表达式。2深入理解非平衡载流子的寿命的概念，包括表达式、能带示意图。3深入理解准费米能级的概念，包括表达式、能带示意图。4了解复合理论，理解直接复合、间接复合、表面复合、俄歇复合的概念，包括表达式、能带示意图。5了解陷阱效应，包括表达式、能带示意图。 6深入理解并熟练掌握载流子的扩散运动，包括公式。7深入理解并熟练掌握载流子的漂移运动，爱因斯坦关系式。并能灵活运用。8深入理解并熟练掌握连续性方程式。并能灵活运用。（六）p-n结1深入理解并熟练掌握p-n结及其能带图，包括公式、能带示意图。2深入理解并熟练掌握p-n结电流电压特性，包括公式、能带示意图。3深入理解p-n结电容的概念，熟练掌握p-n结电容表达式、能带示意图。4深入理解雪崩击穿、隧道击穿热击穿的概念。 5了解p-n结隧道效应。（七）金属和半导体的接触1了解金属半导体接触及其能带图。理解功函数、接触电势差的概念，包括公式、能带示意图。了解表面态对接触势垒的影响。2了解金属半导体接触整流理论。深入理解并熟练掌握扩散理论、热电子发射理论、镜像力和隧道效应的影响、肖特基势垒二极管的概念。 3了解少数载流子的注入和欧姆接触的概念。（八）半导体表面与MIS结构1深入理解表面态的概念。2深入理解表面电场效应，空间电荷层及表面势的概念，包括能带示意图。深入理解并熟练掌握表面空间电荷层的电场、电势和电容的关系，包括公式、示意图。并能灵活运用。3深入理解并熟练掌握MIS结构的电容电压特性，包括公式、示意图。并能灵活运用。4深入理解并熟练掌握硅二氧化硅系数的性质，包括公式、示意图。并能灵活运用。5理解表面电导及迁移率的概念。6了解表面电场对pn结特性的影响。（九）异质结1理解异质结及其能带图，并能画出示意图。2了解异质结的电流输运机构。3了解异质结在器件中的应用。4了解半导体超晶格的概念。（十）半导体的光、热、磁、压阻等物理现象1了解半导体的光学常数，理解折射率、吸收系数、反射系数、透射系数的概念。了解半导体的光吸收现象，理解本征吸收、直接跃迁、间接跃迁的概念。了解半导体的光电导的概念。理解并掌握半导体的光生伏特效应，光电池的电流电压特性的表达式。了解半导体发光现象，理解辐射跃迁、发光效率、电致发光的概念。了解半导体激光的基本原理和物理过程，理解自发辐射、受激辐射、分布反转的概念。2 了解热电效应的一般描述，半导体的温差电动势率，半导体的珀耳帖效应，半导体的汤姆孙效应，半导体的热导率，半导体热电效应的应用。3 理解并掌握霍耳效应的概念和表示方法。理解磁阻效应。了解磁光效应，量子化霍耳效应，热磁效应，光磁电效应，压阻效应。了解声波和载流子的相互作用。3/3