高二物理競(jìng)賽課件 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)

半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)一、什么是半導(dǎo)體(semiconductor)？

帶隙

電阻率二、半導(dǎo)體的主要特征：

溫度對(duì)半導(dǎo)體的影響

雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體電阻率的影響

光照對(duì)半導(dǎo)體的影響

三、半導(dǎo)體的主要應(yīng)用領(lǐng)域

LED照明

IC

光電器件半導(dǎo)體－一個(gè)充滿前途的領(lǐng)域！半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)1.1半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)和結(jié)合性質(zhì)1.2半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)和能帶1.3半導(dǎo)體中電子的運(yùn)動(dòng)有效質(zhì)量1.4本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)空穴1.5回旋共振1.6硅和鍺的能帶結(jié)構(gòu)*1.7Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)*1.8Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)*1.9Si1-xGex合金的能帶*1.10寬禁帶半導(dǎo)體材料

一、晶體結(jié)構(gòu)

晶體的基本特點(diǎn)組成晶體的原子按一定的規(guī)律周期性重復(fù)排列而成固定的熔點(diǎn)硅的溶點(diǎn):1420oC,鍺的熔點(diǎn):941oC

單晶具有方向性:各向異性理想晶體是由全同的結(jié)構(gòu)單元在空間無限重復(fù)而構(gòu)成的；結(jié)構(gòu)單元組成：?jiǎn)蝹€(gè)原子（銅、鐵等簡(jiǎn)單晶體）多個(gè)原子或分子（NaCd2，1192個(gè)原子組成最小結(jié)構(gòu)單元；蛋白質(zhì)晶體的結(jié)構(gòu)單元往往由上萬了原子或分子組成）；晶體結(jié)構(gòu)用點(diǎn)陣來描述，在點(diǎn)陣的每個(gè)陣點(diǎn)上附有一群原子；這樣一個(gè)原子群成為基元；基元在空間重復(fù)就形成晶體結(jié)構(gòu)。

基元和晶體結(jié)構(gòu)

每個(gè)陣點(diǎn)上附加一個(gè)基元，就構(gòu)成晶體結(jié)構(gòu)；每個(gè)基元的組成、位形和取向都是全同的；相對(duì)一個(gè)陣點(diǎn)，將基元放在何處是無關(guān)緊要的；

基元中的原子數(shù)目，可以少到一個(gè)原子，如許多金屬和惰性氣體晶體；也可以有很多個(gè)（超過1000個(gè)）

晶胞與初基晶胞（原胞）

晶胞：能完整反映晶體內(nèi)部原子或離子在三維空間分布之化學(xué)-結(jié)構(gòu)特征的平行六面體單元。通過適當(dāng)平移操作，晶胞可以填充整個(gè)空間初級(jí)晶胞(原胞)：晶體中最小重復(fù)單元一個(gè)初基晶胞是一個(gè)體積最小的晶胞初基晶胞中的原子數(shù)目（密度）都是一樣的初基晶胞中只含有一個(gè)陣點(diǎn)（平行六面體的8個(gè)角隅，1/8共享）原胞往往不能反映晶體的對(duì)稱性,晶胞一般不是最小的重復(fù)單元。其體積（面積）可以是原胞的數(shù)倍

晶胞：a,b,c軸圍成的六面體原胞：a1,a2,a3圍成的六面體

三維點(diǎn)陣的類型

平行六面體的三個(gè)棱長(zhǎng)a、b、c和及其夾角α、β、γ，可決定平行六面體尺寸和形狀，這六個(gè)量亦稱為