2022年固体物理与半导体知识点归纳整理2 .pdf
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1、学习必备欢迎下载固体物理与半导体物理符号定义:EC导带底的能量EV导带底的能量NC导带的有效状态密度NV价带的有效状态密度n0导带的电子浓度p0价带的电子浓度ni本征载流子浓度Eg=ECEV禁带宽度Ei本征费米能级EF费米能级EnF电子准费米能级EpF空穴准费米能级ND施主浓度NA受主浓度nD施主能级上的电子浓度pA受主能级上的空穴浓度ED施主能级EA受主能级n+D电离施主浓度p-A电离受主浓度半导体基本概念:满带:整个能带中所有能态都被电子填满。空带:整个能带中完全没有电子填充;如有电子由于某种原因进入空带,也具有导电性,所以空带也称导带。导带:整个能带中只有部分能态被电子填充。价带:由价电
2、子能级分裂而成的能带;绝缘体、半导体的价带是满带。禁带:能带之间的能量间隙,没有允许的电子能态。1、什么是布拉菲格子?答:如果晶体由一种原子组成,且基元中仅包含一个原子,则形成的晶格叫做布拉菲格子。2、布拉菲格子与晶体结构之间的关系?答:布拉菲格子基元晶体结构。3、什么是复式格子?复式格子是怎么构成?答:复式格子是基元含有两个或两个以上原子的晶格(可是同类、异类);复式格子由两个或多个相同的布拉菲格子以确定的方位套购而成。4、厡胞和晶胞是怎样选取的?它们各自有什么特点?答:厡胞选取方法:体积最小的周期性(以基矢为棱边围成)的平行六面体,选取方法不唯一,但它们体积相等,都是最小的重复单元。特点:
3、(1)只考虑周期性,体积最小的重复单元;(2)格点在顶角上,内部和面上没有格点;(3)每个原胞只含一个格点。(4)体积:).(321aaa;(5)原胞反映了晶格的周期性,各原胞学习必备欢迎下载中等价点的物理量相同。晶胞选取方法:考虑到晶格的重复性,而且还要考虑晶体的对称性,选取晶格重复单元。特点:(1)既考虑了周期性又考虑了对称性所选取的重复单元。(体积不一定最小);(2)体心或面心上可能有格点;(3)包含格点不止一个;(4)基矢用cba,表示。5、如何在复式格子中找到布拉菲格子?复式格子是如何选取厡胞和晶胞的?答:复式格子中找到布拉菲格子方法:将周围相同的原子找出。6、金刚石结构是怎样构成的
4、?答:两个由碳原子组成的面心立方沿立方体体对角线位移1/4 套购而成。7、氯化钠、氯化铯的布拉菲格子是什么结构?答:氯化钠布拉菲格子是面心立方;氯化铯的布拉菲格子是简单立方。8、密堆积有几种密积结构?它们是布拉菲格子还是复式格子?答:密堆积有两种密积结构;密积六方是复式格子,密积立方是布拉菲格子。9、8 种独立的基本对称操作是什么?答:8 种独立的基本对称操作:464321SCCCCC、I10、7 大晶系是什么?答:7 大晶系是:立方、四方、六方、三方、正交、单斜、三斜。11、怎样确定晶列指数和晶面指数?答:晶列指数确定:以某个格点为原点,以cba、为厡胞的 3 个基矢、则晶格中任一各点的位矢
5、可以表示为:cpbnamRl,将pnm、化为互质的整数m、n、p,求的晶列指数 m n p,晶列指数可正、可负、可为零。晶面指数确定:(1)找出晶面在三基矢方向的截距;(2)化截距的倒数之比为互质整数之比;(3)(h1h2h3)晶面指数。12、通过原点的晶面如何求出其晶面指数?答:晶面指数是指格点分布在一系列相互平行的平面上晶面,故将原点的晶面沿法线方向平移一段距离,找出晶面在三基矢方向的截距,化截距的倒数之比为互质整数之比,(h1h2h3)晶面指数。13、晶面指数与晶面在三坐标轴上的截距之间的关系?答:倒数关系。14、倒格子的定义?正倒格子之间的关系?答:倒格子的定义:周期分布点子所组成的格
6、子,描述晶体结构周期性的另一种类型的格子。文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1
7、U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:
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11、码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J
12、4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3学习必备欢迎下载倒格子基矢的定义:设晶格(正格子)厡胞的基矢为321aaa、,则对应的倒格子厡胞基矢为321bbb、。则jijiabijji当当022.正倒格子之间的关系:(1)原胞体积之间的关系/)2(3*;(2)倒格矢
13、与一族平行晶面之间的关系;(3)正格矢与倒格矢的点积为2的整数倍;(4)正倒格子互为傅里叶变换。15、一维单原子晶格的色散关系?色散关系周期性的物理意义?答:一维单原子晶格的色散关系:)21sin(maxqa色散关系周期性的物理意义:)21sin(maxqa的一个基本周期为aqa/,那么周期之外的点q可以用基本周期在内的一个点 q 来等效即是:.212,nanqq16、一维双原子晶格的色散关系?答:一维双原子色散关系:)2cos(2)(M222qaMmmMmMm17、同一厡胞内两种原子有什么振动特点?答:同一厡胞内两种原子振动特点:(1)声学波的振动:同一原胞内相邻的两种原子倾向于沿同一方向振
14、动。长波极限:原胞中两种原子的位相、振幅完全一致,长声学波反映的是原胞质心的振动;短波极限:轻原子不振动,重原子振动。(2)光学波的振动:同一原胞内相邻的两种原子作反方向振动。长波极限:原胞内不同原子振动位相相反,长光学波反映的是原胞质心不动;短波极限:重原子不振动,轻原子振动。18、晶格振动的格波数、格波支数及总格波数是如何确定的?答:波矢数(q 的取值数)原胞数 N;格波支数原胞内原子的自由度数3n;总格波数晶体内原子的总自由度数3Nn。19、声子这个概念是怎样引出的?它是怎样描述晶格振动的?答:声子概念由来:独立的简谐振子的振动来表述格波的独立模式。声子描述晶格振动:(1)声子是能量携带
15、者,一个声子具有能量为l;(2)l中的 l 从 13Nn,l 不同表示不同种类的声子,共有3Nn 种声子;文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文
16、档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S
17、2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3
18、W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U
19、3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G
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21、P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3学习必备欢迎下载(3)ln为声子数,表明能量为l的声子有ln个;(4)频率为l的格波能量变化了lln,这一过程产生了ln个能量为l的声子;(5)声子是玻色子,
22、遵循玻色统计。11/TKlBen20、驻波边界条件与行波边界条件下的状态密度分别怎么表示?答:驻波边界条件状态密度:一维:1)L(二维:2)L(三维:3)L(行波边界条件状态密度:一维:1)L2(二维:2)L2(三维:3)L2(21、一维、二维、三维晶格的能级密度如何求出?答:一维晶格的能级密度:驻波:dEdk/)L(21行波:dEdk/)L2(21其中:mk2E22二维晶格的能级密度:驻波:dEkdk/2)L(22行波:dEkdk/2)L2(22三维晶格的能级密度:驻波:dEdkk/4)L(223行波:dEdkk/4)L2(22322、在什么情况下电子的费米统计可用玻尔兹曼分布来描述?答:在
23、TKEEBF电子的费米统计可用玻尔兹曼分布来描述;在TKEEBF空穴的费米统计可用玻尔兹曼分布来描述。23、布洛赫定理的内容是什么?答:布洛赫定理的内容:在周期性势场中运动的电的波函数子是布洛赫波函数,等于周期性函数)(ruk与自由平面波因子相乘,即)R()(),.exp()()(eKKKKrururikrur布洛赫波函数函数的周期性与势场周期性相同。u(x)表示电子在原胞中的运动;rike.电子在晶体中共有化运动。24、禁带出现的位置和禁带宽度与什么有关?答:禁带出现的位置与晶体结构有关;禁带宽度与周期势场有关。25、每个能带能容纳的电子数与什么有关?文档编码:CL5J10G9S2J4 HN
24、5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1
25、U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:CL5J10G9S2J4 HN5J4Q1P3W4 ZL1U8H1J6U3文档编码:
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