《能帶論方法簡(jiǎn)介》PPT課件.ppt

1、第1章半導(dǎo)體的電子狀態(tài)，本章主要討論半導(dǎo)體的電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 定性地介紹了能量樂(lè)隊(duì)理論，用Schrodinger方程和Kroning-Penney模型近似推導(dǎo)了半導(dǎo)體中電子的狀態(tài)和能量樂(lè)隊(duì)特征. 引入有效質(zhì)量和空位的概念，闡述本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)制。 最后簡(jiǎn)要介紹了幾種半導(dǎo)體材料的能量能帶結(jié)構(gòu)。 1.1*半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)和耦合性質(zhì)crystalstructureandbondsinsemiconductors，學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1，晶體結(jié)構(gòu)： (1)金剛石型： Ge，Si (2)由同種晶體構(gòu)成的元素半導(dǎo)體，原子間沒(méi)有負(fù)的電學(xué)差異，共有一對(duì)自旋共價(jià)鍵，(1)共價(jià)鍵的特征、飽和性方向性。 (2)向金剛石型結(jié)構(gòu)

2、100面的心理投射，(3)金剛石結(jié)構(gòu)的結(jié)晶學(xué)原細(xì)胞球，Si: a=5.65754本代理： a=5.43089本代理，2，閃鋅礦結(jié)構(gòu)和混合結(jié)合材料： -族和-族二元化合物化學(xué)鍵：共價(jià)鍵離子鍵。 (1)閃鋅礦結(jié)構(gòu)的結(jié)晶學(xué)原細(xì)胞球、3、纖鋅礦結(jié)構(gòu)ZnO、GaN、AlN、ZnS、ZnTe、CdS、CdTe。 1.1能源樂(lè)隊(duì)論方法綜述、學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、理解能源樂(lè)隊(duì)論的思想方法2、掌握能源樂(lè)隊(duì)論的重要結(jié)論、1.2愛(ài)沙尼亞克朗尼克鵬奈模型和能源樂(lè)隊(duì)、學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、通過(guò)該模型理解能源樂(lè)隊(duì)論的思想方法2、導(dǎo)帶、價(jià)格帶和禁帶(2) 布里淵區(qū)的特征是： (3)全樂(lè)隊(duì)中的電子不導(dǎo)電，因?yàn)镋(k)=E(-k) v(k)=

3、-v(-k )且I=q 11V(k )，所以帶中的電子不導(dǎo)電。 另一方面，在部分填充的樂(lè)隊(duì)中產(chǎn)生宏命令電流。 (1)孤立原子的能級(jí)、2、原子的能級(jí)和結(jié)晶的能級(jí)樂(lè)隊(duì)、(2)結(jié)晶的能樂(lè)隊(duì)、電子共有化運(yùn)動(dòng)、能級(jí)的分裂、(1)導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體的能樂(lè)隊(duì)模型、(2)本征激發(fā)、定義：3、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的能樂(lè)隊(duì)、(3) 提出了有效質(zhì)量引入問(wèn)題在真空中的自由電子，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律滿足經(jīng)典力學(xué)公式，晶體中電子的加速度原因在于周期性勢(shì)場(chǎng)的存在. 為了與經(jīng)典力學(xué)一致，引入了集成周期性勢(shì)場(chǎng)作用的殘奧儀，反映晶體中電子抵抗外場(chǎng)力的慣性，引入了1.3半導(dǎo)體中電子運(yùn)動(dòng)的有效質(zhì)量，這樣引入有效質(zhì)量后，顯然可以以牛頓力學(xué)形式

4、處理晶體中的電子運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。 是否可能，重要的是它是否取決于外在因素。 (2)從電子運(yùn)動(dòng)以及公式理論的推導(dǎo)可知，該殘奧儀表是由材料的自特性決定的。 因此，有效質(zhì)量的引入是合理的。 (3)使用給出的E(k )式(4)關(guān)于有效質(zhì)量的討論，(1)空穴的電子導(dǎo)入狀態(tài)是虛無(wú)的，正因?yàn)橛须娮硬啪哂袑?shí)用性。 空穴是為了處理價(jià)帶中的電子導(dǎo)電問(wèn)題而引入的虛粒子。 每當(dāng)價(jià)電子帶出現(xiàn)空的狀態(tài)(缺少一個(gè)電子)時(shí)，對(duì)應(yīng)地導(dǎo)入空穴，賦予與該狀態(tài)的電子正好相反的有效質(zhì)量和電荷量，即，這樣導(dǎo)入的虛粒子空穴形成與價(jià)電子帶的電子電流正好相等的虛擬電流。 因此，在校正半導(dǎo)體電流時(shí)，僅校正空穴電流，但實(shí)際上校正價(jià)電子波段中的電子電流。

5、 1.4本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)制空穴，(2)擺脫傳統(tǒng)空穴觀念的半導(dǎo)體導(dǎo)電由兩種載流子運(yùn)動(dòng)形成，其實(shí)質(zhì)仍為電子導(dǎo)電、空穴電子、1.5回旋共振及常見(jiàn)半導(dǎo)體的能量能帶結(jié)構(gòu)，如1、回旋共振現(xiàn)象，則上式為橢球等為了圖像直觀地表示e(k)k的三維關(guān)系，用k空間中的等能量面反映e(k)k關(guān)系。 2、三次元情況下的E(k)-k關(guān)系和等能面、1.5回旋加速器共振和常見(jiàn)半導(dǎo)體的能量能帶結(jié)構(gòu)、3、回旋加速器共振頻率的理論推導(dǎo)、4、n型硅回旋加速器共振實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、5、Si、Ge和GaAs能量能帶結(jié)構(gòu)的基本特征間接樂(lè)隊(duì)間隙結(jié)構(gòu)。 特征是Si、Ge、dEg/dT=-2.810-4eV/K、dEg/dT=-3.910-4eV/K和(2)Ga