半導體物理-第1講

半導體物理學光源與照明本課程主要內(nèi)容晶體結(jié)構(gòu)電子的狀態(tài)半導體的摻雜及缺陷能級半導體載流子的統(tǒng)計分布半導體的導電性，平衡載流子非平衡載流子P-N結(jié)，異質(zhì)結(jié)金半接觸，半導體表面半導體發(fā)光參考書目半導體器件物理.施敏，第三版，西安交通大學出版社固體物理學.韓汝琦，黃昆（中科院）半導體物理.謝希德（復旦）固體物理學.方俊鑫，陸棟半導體物理學.顧祖毅等（清華微電子所）半導體物理學（上），葉良修（北大微電子所）緒論什么是半導體？為什么要學習半導體物理一些電子元器件第一個半導體晶體管1947年，貝爾實驗室LED及MEMS器件半導體的基礎知識特性分類晶體幾何學的一些概念固體分類晶體結(jié)構(gòu)半導體的結(jié)合半導體介紹半導體的基礎知識半導體定義半導體特性光敏性；熱敏性；雜質(zhì)敏感性；具有電子和空穴兩種載流子。半導體的基礎知識半導體分類元素半導體：硅，鍺等化合物半導體：二元化合物半導體多元化合物半導體非晶半導體有機半導體半導體器件種類：結(jié)型器件MOS器件光電器件體效應器件通常的元素及化合物半導體晶體幾何學的一些概念固體分類晶體：原子以完美的周期形式排列，在微米量級內(nèi)有序排列，長程有序；非晶體：非周期排列，無序；多晶體：體內(nèi)存在眾多的小區(qū)域單晶，短程有序。幾種晶體的形式晶體幾何學的一些概念晶格：原子為周期排列形成的點陣；晶格中周期性重復的單元為晶胞。原胞；晶體學晶胞。晶格常數(shù)：晶體學晶胞中各個邊的實際長度。簡單晶格：原胞中只含有一個原子。

復式晶格：原胞中含有兩個或以上的原子。

任何復式晶格都可看成是由空間排布完全相同的若干個簡單晶格套構(gòu)而成。一些晶格的基本結(jié)構(gòu)晶體幾何學的一些概念晶體結(jié)構(gòu)平移對稱性：以原胞為頂點的三個邊，作三個矢量a,b,c,且以其中一個格點為原點，則布喇菲格子的格點表示為：

整個晶體按上式給出的矢量al進行平移，晶格自身重合，稱為平移對稱性。晶體幾何學的一些概念晶體結(jié)構(gòu)晶向：由于晶格的周期性，晶格中的原子總可以看作是處在同一系列方向相同的直線上，這種直線稱為晶列。晶列的取向為晶向。任一晶列的方向可由連接晶列中的相鄰格點矢量方向來標識。晶向指數(shù)：[m1,m2,m3]晶體幾何學的一些概念晶體結(jié)構(gòu)晶面：由上面表示的格點也可以組成一系列等晶面，用相鄰的兩個平行晶面在矢量a，b,c上的截距來表示，總可以表示為(a/h1,b/h2,c/h3),h1…3為整數(shù)，且互質(zhì)。以此標記晶面，記作(h1,h2,h3),稱晶面指數(shù)，或密勒指數(shù)。把晶面在坐標軸上截距的倒數(shù)比簡約為互質(zhì)的整數(shù)比，即面指數(shù)。如：ABC面的截距為4a,b,c,則倒數(shù)為1/4,1,1.密勒指數(shù)為(1，4，4)。晶面示意圖密勒指數(shù)及晶向半導體的結(jié)合固體中分子及原子之間的結(jié)合方式有四種：共價結(jié)合；離子結(jié)合；金屬結(jié)合，范德瓦爾斯結(jié)合

晶體結(jié)構(gòu)和晶體性質(zhì)常與結(jié)合的性質(zhì)有明顯聯(lián)系。半導體的結(jié)合電負性：原子得失電子的能力。電負性大，較難失去電子，易得電子。電負性小，易于給出電子。電負性=常數(shù)(電離能+親和能)電離能：原子發(fā)生第一次電