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《半导体光电学》课后习题第一章半导体中光子-电子的相互作用思考与习题1、在半导体中有哪几种与光有关的跃迁，利用这些光跃迁可制造出哪些类型的半导体光电子学期间。
2、为什么半导体锗、硅不能用作为半导体激光器的有源介质，面却是常用的光探测器材料？3、用量子力学理论证明直接带隙跃迁与间接带隙跃迁半导体相比其跃迁几率大。
4、什么叫跃迁的K选择定则？它对电子在能带间的跃迁速率产生什么影响？5、影响光跃迁速率的因素有哪些？6、推导伯纳德-杜拉福格条件，并说明其物理意义。
7、比较求电子态密度与光子态密度的方法与步骤的异同点。
8、在半导体中重掺杂对能带结构、电子态密度、带隙、跃迁几率等带来什么影响？9、什么叫俄歇复合？俄歇复合速率与哪些因素有关？为什么在GaInAsP/InP等长波长激光器中，俄歇复合是影响其阀值电流密度、温度稳定性与可靠性的重要原因？10、比较严格k选择定则与其受到松弛情况下增益-电流特性的区别。
11、带尾的存在对半导体有源介质增益特性产生哪些影响？12、证明式（1.7-20）。
13、说明图1.7-5和图1.7-6所依据的假设有何不同？并说明它们各自的局限性。
第二章异质结思考与习题1、什么是半导体异质结？异质结在半导体光电子器件中有哪些作用？2、若异质结由n型（E∅1，χ1，ϕ1）和P型半导体（E∅2，χ2，ϕ2）结构，并有E∅1<E∅2，χ1>χ2，ϕ1<ϕ2，试画出np 能带图。
3、同型异质结的空间电荷区是怎么形成的？它与异质结的空间电荷形成机理有何区别？4、推导出pn 异质结结电容C j 与所加正向偏压的关系，C j 的大小时半导体光电子器件的应用产生什么影响？5、用弗伽定律计算Ga 1−x Al x As 半导体当x=0.4时的晶格常数，并求出GaAs 的晶格失配率。
6、探讨在Si 衬底上生GaAs 异质结的可能性。
7、用Ga 1−x Al x As 半导体作为激射波长为0.78μm 可且光激光器的有源材料，计算其中AlAs 的含量。
第九讲9.1 半导体中的光吸收光在导电媒质中传播时有光衰减现象，即产生了光的吸收，半导体材料也能强烈的吸收光能。
产生光吸收的机理：入射光子与半导体材料中的载流子相互作用。
当一束光照射到半导体上时，照射光子与半导体中电子的相互作用有以下四种形式：光子与内壳层电子光子与价电子光子与自由载流子光子与束缚在杂质能级或晶格缺陷上的电子其中，内壳层电子的光吸收以及对色散的影响都在X射线波段，与半导体的性质没有直接关系。
在半导体中，根据能带结构的特征，其光吸收可分为以下几类：自由载流子吸收谷间跃迁吸收1、带间吸收本征吸收直接跃迁吸收间接跃迁吸收较高能量带间跃迁吸收2、带内吸收3、能带与局部能级间的吸收4、局部能级间的吸收 D-A对吸收杂质吸收等电子陷阱吸收激子吸收电子在价带与导带之间的跃迁所形成的吸收过程称为本征吸收。
本征吸收的特点：伴随着电子从价带到导带的跃迁，在半导体的价带产生一个空穴，在导带产生一个电子，即产生了电子—空穴对。
产生本征吸收的条件：1、半导体的本征吸收限：()()0g 1.24μm eV E λ≥g 0=h E h ννc E vE几种常见的半导体材料的长波限为：Ge E g= 0.67eVλ0 = 1.85μm红外波段Si E g= 1.12eVλ0 = 1.1μmGaAs E g= 1.43eVλ0 = 0.867μmAlP E g= 2.45eV λ0= 0.506μm可见光波段CdS E g= 2.42eV λ0 = 0.513μm2、直接跃迁和间接跃迁当一定波长的光照射半导体材料，电子吸收能量从价带跃迁入导带产生的光吸收时，必须遵守能量守恒和动量守恒（或者说遵守选择定则），即： 我们把遵守选择定则的跃迁称为直接跃迁（或竖直跃迁）； 把不遵守选择定则的跃迁称为间接跃迁（或非竖直跃迁）。
0E E E k k k k '-=∆⎧⎪⎨''-==⎪⎩ 或()光子动量，=-'∆=-'k h k h E E E 由于光子的动量远小于能带中电子的动量，光子动量可忽略不计，所以有：一、本征吸收直接跃迁（竖直跃迁）：遵守选择定则的跃迁。
