高二物理競賽半導(dǎo)體及其基本特性課件

半導(dǎo)體物理學(xué)半導(dǎo)體物理學(xué)固體物理晶體、晶格能帶理論導(dǎo)體半導(dǎo)體絕緣體能帶部分填充，e.g.金屬晶體能帶全部填充，帶隙相對較小e.g.Si,Ge,GaAs,ZnO,AlN,石墨烯,MoS2,etc.能帶全部填充，帶隙相對較大e.g.金剛石，Al2O3，etc.固體材料分成：導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體什么是半導(dǎo)體？半導(dǎo)體及其基本特性固體材料：超導(dǎo)體:大于106(cm)-1

導(dǎo)體:106~104(cm)-1

半導(dǎo)體:104~10-10(cm)-1

絕緣體:小于10-10(cm)-1

不同材料的電導(dǎo)率影響導(dǎo)電能力的因素：固體材料擁有的有效的載流子數(shù)可自由移動的電子濃度（熱激發(fā)、摻雜等），非總共的電子數(shù)。載流子本身能否有效運動（與各散射機制相關(guān)）受到各種各樣的碰撞（散射，暢通無阻或磕磕碰碰）。描述參數(shù)：遷移率第一章半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體的能帶半導(dǎo)體中的電子運動晶體，晶格，原胞，單胞，基本晶體結(jié)構(gòu)能帶理論，原子能級與能帶，固體的能帶圖，半導(dǎo)體的能帶填充群速度，加速度，有效質(zhì)量，K空間等能面1.1半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)晶體的類型：多晶無定形態(tài)單晶

一個理想的晶體是由完全相同的結(jié)構(gòu)單元在空間周期性重復(fù)排列而成的。所有晶體的結(jié)構(gòu)可以用晶格來描述，這種晶格的每個格點上附有一群原子，這樣的一個原子群稱為基元，基元在空間周期性重復(fù)排列就形成晶體結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)的周期性晶格+基元=晶體結(jié)構(gòu)1.基元、格點和晶格

在晶體中適當(dāng)選取某些原子作為一個基本結(jié)構(gòu)單元，這個基本結(jié)構(gòu)單元稱為基元，基元是晶體結(jié)構(gòu)中最小的重復(fù)單元，基元在空間周期性重復(fù)排列就形成晶體結(jié)構(gòu)。(1)基元(b)(c)(a)

任何兩個基元中相應(yīng)原子周圍的情況是相同的，而每一個基元中不同原子周圍情況則不相同。(2)格點

一個基元占據(jù)晶格中的一個格點。格點可以代表基元重心的位置，也可以代表基元中任意的點子。(b)(a)(3)晶格晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以概括為是由一些相同的基元在空間有規(guī)則地做周期性無限分布，通過這些基元（格點）做三組不共面的平行直線族，形成一些網(wǎng)格，稱為晶格(或者說這些點在空間周期性排列形成的骨架稱為晶格)。(b)(c)(a)晶格是晶體結(jié)構(gòu)周期性的數(shù)學(xué)