1、半导体中的电子状态（精）作者:日期:第一篇 习题 半导体中的电子状态1- 1、什么叫本征激发？温度越高 ， 本征激发的载流子越多 ， 为什么？试定性说明之 。
1- 2、试定性说明Ge、Si的禁带宽度具有负温度系数的原因1- 3、试指出空穴的主要特征 。
1- 4、简述Ge、Si和GaAS的能带结构的主要特征 。
1- 5、某一维晶体的电子能带为E(k)二 E 。
10.1cos(ka)0.3sin(ka) 1 其中E0=3eV,晶格常数a=5X0-11m 。
求：(1) 能带宽度；(2) 能带底和能带顶的有效质量 。
第一篇 题解 半导体中的电子状态1- 1、解：在一定温度下 ， 价带电子获得足够的能量(Eg)被激发到导带成为 。

2、导电电子的过程就是本征激发 。
其结果是在半导体中出现成对的电子-空穴对 。
如果温度升高 ， 则禁带宽度变窄 ， 跃迁所需的能量变小 ， 将会有更多的电 子被激发到导带中 。
1- 2、 解：电子的共有化运动导致孤立原子的能级形成能带 ， 即允带和禁带 。
温度升高 ， 则电子的共有化运动加剧 ， 导致允带进一步分裂、变宽；允带变宽 ，则导致允带与允带之间的禁带相对变窄 。
反之 ， 温度降低 ， 将导致禁带变宽 。
因此 ， Ge、Si的禁带宽度具有负温度系数 。
1- 3、 解：空穴是未被电子占据的空量子态 ， 被用来描述半满带中的大量电子的集体运动状态 ， 是准粒子 。
主要特征如下：A、荷正电：+q ;
B、空穴浓度表示为p (电子浓度表示为n);
C、E P 。

3、=-EnD、mp*=-mn* 。
1- 4、解：(1) Ge、Si:a) Eg (Si : 0K) = 1.21eV ;
Eg (Ge : 0K) = 1.170eV ;
b) 间接能隙结构C)禁带宽度Eg随温度增加而减小；(2) GaAs :a) Eg (300K) = 1.428eV , Eg (OK) = 1.522eV ;
b )直接能隙结构；c) Eg 负温度系数特性：dEg/dT = -3.95 x 10-4eV/K ;
1-5、(1)解：由题意得:令dEdk.Ka = 18.4349,k2a=0,得tg (ka)dE=0.1aE0 bin(ka) -3cos(ka)丨 dkdE20.1a 。

4、2E0 Cos(ka) 3sin(ka) 1 d k1o dE当 Ka =18.4349, 2 d2k对应能带极小值；_ 3= 198.43492240= 0.1a E0(cos18.4349 3sin18.4349) = 2.28 10一 0,62_40-0.1a E0(cos198.4349 3sin198.4349) = -2.28 10: 0,立o dE2当 k2a -198.4349 ， 十 d k对应能带极大值 。
则能带宽度 AE 二 Emax-Emin =1.1384eV(2)m；带顶二?2 d2k-(6.625 汶10亠 2 一* . I 1mn带底.2ILh2.28 10 2.28 。

5、 汉 10如(6.625汉10亠 2 一= 1.925 10 kg-1.925 107 kg答:能带宽度约为1.1384EV ， 能带顶部电子的有效质量约为1.925x10-27kg ， 能带 底部电子的有效质量约为-1.925x10_27kg 。
第二篇 习题-半导体中的杂质和缺陷能级2- 1、什么叫浅能级杂质？它们电离后有何特点？2- 2、什么叫施主？什么叫施主电离？施主电离前后有何特征？试举例说明之, 并用能带图表征出n型半导体 。
2- 3、什么叫受主？什么叫受主电离？受主电离前后有何特征？试举例说明之, 并用能带图表征出p型半导体 。
2- 4、掺杂半导体与本征半导体之间有何差异？试举例说明掺杂对半导体 。

6、的导电 性能的影响 。
2- 5、两性杂质和其它杂质有何异同？2- 6、深能级杂质和浅能级杂质对半导体有何影响？2- 7、何谓杂质补偿？杂质补偿的意义何在？第二篇 题解 半导体中的杂质与缺陷能级2- 1、解：浅能级杂质是指其杂质电离能远小于本征半导体的禁带宽度的杂质 。
它们电离后将成为带正电（电离施主）或带负电（电离受主）的离子 ， 并同时向导带提供电子或向价带提供空穴 。
2- 2、解：半导体中掺入施主杂质后 ， 施主电离后将成为带正电离子 ， 并同时向导带提供电子 ， 这种杂质就叫施主 。
施主电离成为带正电离子（中心）的过程就叫施主电离 。
施主电离前不带电 ， 电离后带正电 。
例如 ， 在Si中掺P, P为V族元素, 本征半导体 。

7、Si为W族元素 ， P掺入Si中后 ， P的最外层电子有四个与Si 的最外层四个电子配对成为共价电子 ， 而P的第五个外层电子将受到热激发挣脱 原子实的束缚进入导带成为自由电子 。
这个过程就是施主电离 。
n型半导体的能带图如图所示：其费米能级位于禁带上方EcEfEv2-3、解：半导体中掺入受主杂质后 ， 受主电离后将成为带负电的离子 ， 并同时向价带提供空穴 ， 这种杂质就叫受主 。
受主电离成为带负电的离子（中心）的过程就叫受主电离 。
受主电离前带不带电 ， 电离后带负电 。
例如 ， 在Si中掺B ， B为川族元素 ， 而本征半导体 Si为W族元素 ， P 掺入B中后 ， B的最外层三个电子与Si的最外层四个电子配对成为共价电子 ，而B倾向于接受一个 。

稿源：(未知)

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标题：半导体|半导体中的电子状态精