《半导体物理学》

目 录1

主要参数符号表1

第1章半导体中的电子状态1

1.1半导体的晶格结构和结合性质1

1.2半导体中的电子状态和能带4

1.3半导体中电子的运动有效质量12

1.4本征半导体的导电机构空穴15

1.5回旋共振17

1.6硅和锗的能带结构20

1.7 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的能带结构25

1.8 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体的能带结构28

习题30

参考资料30

2.1硅、锗晶体中的杂质能级31

第2章半导体中杂质和缺陷能级31

2.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物中的杂质能级39

2.3缺陷、位错能级43

习题45

参考资料46

第3章半导体中载流子的统计分布48

3.1状态密度48

3.2费米能级和载流子的统计分布51

3.3本征半导体的载流子浓度57

3.4杂质半导体的载流子浓度60

3.5一般情况下的载流子统计分布69

3.6简并半导体73

补充材料：电子占据杂质能级的概率80

习题83

参考资料84

4.1载流子的漂移运动迁移率87

第4章半导体的导电性87

4.2载流子的散射89

4.3迁移率与杂质浓度和温度的关系96

4.4电阻率及其与杂质浓度和温度的关系101

4.5玻耳兹曼方程 电导率的统计理论103

4.6强电场下的效应热载流子108

4.7多能谷散射耿氏效应113

习题117

参考资料118

第5章非平衡载流子120

5.1非平衡载流子的注入与复合120

5.2非平衡载流子的寿命121

5.3准费米能级123

5.4复合理论124

5.5陷阱效应136

5.6载流子的扩散运动138

5.7载流子的漂移运动，爱因斯坦关系式142

5.8连续性方程式144

习题148

参考资料149

第6章p-n结150

6.1 p-n结及其能带图150

6.2 p-n结电流电压特性156

6.3 p-n结电容166

6.4 p-n结击穿176

6.5 p-n结隧道效应178

习题181

参考资料181

第7章金属和半导体的接触183

7.1金属半导体接触及其能级图183

7.2金属半导体接触整流理论188

7.3少数载流子的注入和欧姆接触197

参考资料200

习题200

第8章半导体表面与MIS结构201

8.1 表面态201

8.2表面电场效应204

8.3 MIS结构的电容－电压特性212

8.4硅－二氧化硅系数的性质219

8.5表面电导及迁移率225

8.6表面电场对p-n结特性的影响227

习题232

参考资料233

第9章异质结235

9.1异质结及其能带图235

9.2异质结的电流输运机构245

9.3异质结在器件中的应用252

9.4半导体超晶格254

习题258

参考资料259

第10章半导体的光学性质和光电与发光现象262

10.1半导体的光学常数262

10.2半导体的光吸收266

10.3半导体的光电导273

10.4半导体的光生伏特效应280

10.5半导体发光282

10.6半导体激光287

习题293

参考资料294

第11章半导体的热电性质295

11.1热电效应的一般描述295

11.2半导体的温差电动势率298

11.3半导体的珀耳帖效应303

11.4半导体的汤姆孙效应304

11.5半导体的热导率305

习题308

11.6半导体热电效应的应用308

参考资料309

第12章半导体磁和压阻效应310

12.1霍耳效应310

12.2磁阻效应318

12.3磁光效应322

12.4量子化霍耳效应325

12.5热磁效应327

12.6光磁电效应329

12.7压阻效应332

12.8声波和载流子的相互作用340

习题348

参考资料349

第13章非晶态半导体351

13.1非晶态半导体的结构351

13.2非晶态半导体中的电子态354

13.3非晶态半导体中的缺陷、隙态与掺杂效应359

13.4非晶态半导体中的电学性质365

13.5非晶态半导体中的光学性质371

13.6a-Si：H的p-n结与金－半接触特性375

参考资料376

附录378

附录1 常用物理常数和能量表达变换表378

附表1-1常用物理常数表378

附表1-2能量表达变换表378

附录2半导体材料物理性质表379

附表2-1 Ⅳ族半导体材料的性质379

附表2-2 Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的性质380

附表2-3 Ⅱ-Ⅵ族半导体材料的性质382

附表2-4Ⅳ-Ⅵ族半导体材料的性质383

附表2-5 Ⅲ-Ⅴ族三元化合物半导体材料的性质383

参考资料386