半导体物理中的名词解释

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 有效质量：粒子在晶体中运动时具有的等效质量，它概括了半导体内部势场的作用。其物理意义：1.有效质量的大小仍然是惯性大小的量度；2.有效质量反映了电子在晶格与外场之间能量和动量的传递，因此可正可负。

 能带：晶体中，电子的能量是不连续的，在某些能量区间能级分布是准连续的，在某些区间没有能及分布。这些区间在能级图中表现为带状，称之为能带。

 空穴：假想的粒子，与价带顶部的空状态相关的带正电“粒子”。

 空穴：在电子挣脱价键的束缚成为自由电子，其价键中所留下来的空位。

 空穴： 定义 价带中空着的状态看成是带正电荷的粒子，称为空穴。

 替位式杂质：杂质原子取代晶格原子而位于晶格点处。

 间隙式杂质：杂质原子位于晶格原子的间隙位置。

 点缺陷：是最简单的晶体缺陷，它是在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构正常排列的一种缺陷。包括：间隙原子和空位是成对出现的弗仓克耳缺陷和只在晶体内形成空位而无间隙原子的肖特基缺陷。

 施主能级：通过施主掺杂在半导体的禁带中形成缺陷能级，被子施主杂质束缚的电子能量状态称为施主能级。

 施主能级：离化能很小，在常温下就能电离而向导带提供电子，自身成为带正电的电离施主，通常称这些杂质能级为施主能级。

 受主杂质：能够接受电子而产生导电空穴，并形成负电中心的杂质。

 受主杂质：Ⅲ族杂质在硅、锗中能够接受电子而产生导电空穴，并形成负点中心，所以称它们为受主杂质或p型杂质。

 受主能级：通过受主掺杂在半导体的禁带中形成缺陷能级。正常情况下，此能级为空穴所占据，这个被受主杂质束缚的空穴的能量状态称为受主能级。

 n型半导体：以电子为主要载流子的半导体。

 p型半导体：以空穴为主要载流子的半导体。

 多数载流子：指的是半导体中的电子流。n型半导体中的电子和p型半导体中的空穴称之为多数载流子。

 少数载流子：指的是半导体中的电子流。n型半导体中的空穴和p型半导体中的电子称之为少数载流子。

名词解释

1. 热：由系统与环境之间的温度差而引起的能量传递。

2. 功：系统与环境之间其他一切被传递的能量称为功。

3. 热力学能：是系统中物质的所有能量的总和。

4. 热容：在无化学反应和相变化且非体积功为零的条件下，封闭系统吸收的热δQ与温度的升高dT成正比，比例系数为系统的热容，用C表示。

5. 系统：将一部分物质从其他部分划分出来，作为研究的对象，称为系统。

6. 环境：与系统密切相关的物质和空间称为环境。

7. 敞开系统：系统环境之间既有物质的交换，又有能量的传递。

8. 封闭系统：系统与环境之间没有物质的交换，只有能量的传递。

9. 孤立系统：系统与环境之间既无物质的交换，也无能量的传递。

10. 电子导体：也称为第一类导体，通过自由电子的定向迁移来实现其导电的目的。

11. 离子导体：也称为第二类导体，依靠正、负离子的定向迁移来实现其导电的目的。

12. 电解池：将电能转化为化学能的装置叫电解池。

13. 原电池：将化学能转化为电能的装置叫原电池。

14. 化学动力学：研究反应速率和各种因素（例如浓度、压力、温度）对反应速率的影响。

15. 基无反应：由反应物微粒（分子、原子或自由基等）一步直接生成产物的反应。

16. 总包反应：由多个基无反应组成的反应称为总反应。

17. 反应速率：化学反应进行的快慢程度，用单位时间内反应物或生成物的物质的量表示。

18. 催化作用：一种或多种少量的物质，能使化学反应的速率显著增大，而这些物质本身在反应前后的数量及化学性质都不改变。

19. 自催化作用：催化剂可以是有意识的加入反应体系的，也可以是在反应过程中自发产生的。后者是一种或几种反应产物的中间产物，称为自催化剂，这种现象称为自催化作用。

20. 相界面：将两种分开的界面

21. 表面张力：在液体表面存在一种使液面收缩的力，称表面张力。

22. 液面铺展：液体在另外一种与其不互溶的液体表面自动展开成膜的过程。

物理学中的半导体物理

半导体物理是物理学中一个重要的分支领域。半导体是指导电性介于导体和绝缘体之间的物质，如硅、锗等。半导体物理主要研究半导体中电子、空穴、晶粒界、杂质等的运动规律，以及半导体器件的物理原理和工艺。

一、半导体的电子结构

在半导体中，电子的能级分布呈现出带状结构。价带是最高的能级，其上的电子分布较密集，其下则空缺较多。导带是次高的能级，通常情况下是空的，其上可以沿导电路径运动的电子较少，这就是半导体的导电性能比较差的原因。

在晶体中，除了原子核外，每个原子周围都有电子层，这个层次本来就不完整，因此缺少一个或几个外层电子，会在附近的原子间共享电子，形成化学键，从而构成了半导体中的基本单体。当加热或用其他方法提高温度时，原子处于激发态。激发态原子会获得足够的能量跃迁到价带或者导带。

二、掺杂对半导体的影响

为了改变半导体的导电性能，需要掺杂。这种掺杂是指半导体中的原子被替换或注入其他原子。这种替换或注入工艺被称为掺杂工艺。

常见的掺杂工艺有两种：第一种是在生长晶体时就把其他元素加入（挂接）进去，形成所谓的掺杂粒子（常见的有磷、硼、硅等）；第二种是用能量较大的加速器轰击半导体，将半导体表面的部分原子轰击掉，然后在其上面注入掺杂粒子，这种工艺被称为离子注入。

掺杂后，半导体的导电性能会有所变化，通常是导电性能增强。这是因为所掺入的粒子在半导体中形成的杂质电子能够在温度高于绝对零度时，跃迁到导带中从而激发出分子运动。

三、半导体器件的物理原理

半导体器件是基于半导体物理原理设计和制造的设备。半导体器件种类繁多，其中比较常见的有二极管、场效应管、晶体管、太阳能电池等。

二极管是一种基本的电子器件，通常由两个半导体晶体（一个是P型半导体，一个是N型半导体）组成。二极管的基本原理是，当二极管两端施加正向电压时，P-N结通过夺电子-空穴复合放出能量，所以电流可以通过；当两端施加反向电压时，P-N结处形成一个反向电势，这时电流将不能通过。

第一章

(1)晶态:固体材料中的原子有规律的周期性排列,或称为长程有序。

(2)非晶态:固体材料中的原子不是长程有序地排列,但在几个原子的范围内保持着有序性,或称为短程有序。

(3)准晶态:介于晶态和非晶态之间的固体材料,其特点是原子有序排列,但不具有

平移周期性。

(4)单晶:原子呈周期性排列的晶体。

(5)多晶:由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的固体材料。

(6)原子价键:主要的原子价键有共价键、离子键、π键和金属键。

(7)共价键与非极性共价键:共价键是相邻原子间通过共用自旋方向相反的电子对

电子云重叠)与原子核间的静电作用形成的,成键的条件是成键原子得失电子的能力相或是差别较小,或者是成键原子一方有孤对电子(配位体),另一方有空轨道(中心离如果相邻原子吸引电子的能力是一样的,则共用电子对不会发生偏移,这样的共价就是非极性共价键。共价键的数目遵从8-N原则

(8)空穴:光激发或热激发等激发因素会使原子键断裂而释放出电子,在断键处少掉1个电子,等效于留下一个带(+q)电量的正电荷在键电子原来所在的位置,这就是空穴

（9）半导体的载流子:有两种载流子,带负电的电子和带正电的空穴。

（10)基态:在0K下,半导体中的电子空穴对产生之前的固体所处的状态。

（11）激发态:电子空穴对产生之后的固体所处的状态

（12）光激发:光照产生电子空穴对的过程。

第二章

(1)量子:热辐射的粒子形态。

(2)德布罗意波长:普朗克常量与粒子的动量p的比值。

(3)海森伯堡测不准原理:对于同一粒子,不可能同时确定其坐标和动量。

(4)量子化能级:束缚态粒子的分立的能级。

(5)波粒二象性:微观粒子有时表现为波动形态,而电磁波有时表现为粒子形态。

(6)光生载流子:光照产生的载流子。

(7)热生载流子:热激发产生的载流子

(8)半导体能带结构:分为E-k图和E-x图。

(9)导带:价带上能量最低的允带

(10)价带:价电子所在的允带。