固体物理与半导体物理
符号定义:
E C导带底的能量E V导带底的能量
N C导带的有效状态密度N V价带的有效状态密度
n0导带的电子浓度p0价带的电子浓度
n i本征载流子浓度E g=E C—E V禁带宽度
E i本征费米能级E F费米能级
E n F电子准费米能级E p F空穴准费米能级
/
N D施主浓度N A受主浓度
n D施主能级上的电子浓度p A受主能级上的空穴浓度
E D施主能级E A受主能级
n+D电离施主浓度p-A电离受主浓度
半导体基本概念:
满带:整个能带中所有能态都被电子填满｡
空带:整个能带中完全没有电子填充;如有电子由于某种原因进入空带,也具有导电性,所以空带也称导带｡
导带:整个能带中只有部分能态被电子填充｡
》
价带:由价电子能级分裂而成的能带;绝缘体､半导体的价带是满带｡
禁带:能带之间的能量间隙,没有允许的电子能态｡
1､什么是布拉菲格子
答:如果晶体由一种原子组成,且基元中仅包含一个原子,则形成的晶格叫做布拉菲格子｡2､布拉菲格子与晶体结构之间的关系答:布拉菲格子+基元=晶体结构｡
3、什么是复式格子复式格子是怎么构成
答:复式格子是基元含有两个或两个以上原子的晶格(可是同类､异类);复式格子由两个或多个相同的布拉菲格子以确定的方位套购而成｡
4、厡胞和晶胞是怎样选取的它们各自有什么特点
，
答:厡胞选取方法:体积最小的周期性(以基矢为棱边围成)的平行六面体,选取方法不唯一,但它们体积相等,都是最小的重复单元｡
特点:(1)只考虑周期性,体积最小的重复单元;(2)格点在顶角上,内部和面上没有格点;(3)每
个原胞只含一个格点｡(4)体积:).(321a a a
⨯=Ω ;(5)原胞反映了晶格的周期性,各原胞中等价点
的物理量相同｡
晶胞选取方法:考虑到晶格的重复性,而且还要考虑晶体的对称性,选取晶格重复单元｡ 特点:(1)既考虑了周期性又考虑了对称性 所选取的重复单元｡(体积不一定最小) ;(2)体心
或面心上可能有格点;(3)包含格点不止一个;(4)基矢用c b a
，，表示｡ 5、如何在复式格子中找到布拉菲格子复式格子是如何选取厡胞和晶胞的 答:复式格子中找到布拉菲格子方法:将周围相同的原子找出｡ 6、金刚石结构是怎样构成的
答:两个由碳原子组成的面心立方沿立方体体对角线位移1/4套购而成｡ 7、、
8、
氯化钠､氯化铯的布拉菲格子是什么结构
答:氯化钠布拉菲格子是面心立方;氯化铯的布拉菲格子是简单立方｡ 9、密堆积有几种密积结构它们是布拉菲格子还是复式格子
答:密堆积有两种密积结构;密积六方是复式格子,密积立方是布拉菲格子｡ 9､8种独立的基本对称操作是什么
答:8种独立的基本对称操作:464321S C C C C C 、、、、、、、I σ
10､7大晶系是什么 答:7大晶系是:立方､四方､六方､三方､正交､单斜､三斜｡ 11、怎样确定晶列指数和晶面指数
|
答:晶列指数确定:以某个格点为原点,以c b a
、、为厡胞的3个基矢､则晶格中任一各点的
位矢可以表示为:c p b n a m R l
'+'+'=,将p n m '''、、化为互质的整数m ､n ､p,求的晶列指数[m n
p],晶列指数可正､可负､可为零｡
晶面指数确定:(1)找出晶面在三基矢方向的截距;(2)化截距的倒数之比为互质整数之比;(3)(h 1h 2h 3)晶面指数 ｡
12、通过原点的晶面如何求出其晶面指数
答:晶面指数是指格点分布在一系列相互平行的平面上-晶面,故将原点的晶面沿法线方向平移一段距离,找出晶面在三基矢方向的截距,化截距的倒数之比为互质整数之比,(h 1h 2h 3)晶面指数 ｡
13、晶面指数与晶面在三坐标轴上的截距之间的关系 答:倒数关系｡ 14、倒格子的定义正倒格子之间的关系
答:倒格子的定义:周期分布点子所组成的格子,描述晶体结构周期性的另一种类型的格子｡
倒格子基矢的定义:设晶格(正格子)厡胞的基矢为321a a a
、、,则对应的倒格子厡胞基矢为
321b b b 、、｡则j
i j i a b ij j i ≠=⎩⎨
⎧==当当0
22.ππδ
|
正倒格子之间的关系:(1)原胞体积之间的关系Ω=Ω/)2(3*π;
(2)倒格矢与一族平行晶面之间的关系; (3)正格矢与倒格矢的点积为2π的整数倍; (4)正倒格子互为傅里叶变换｡
15、一维单原子晶格的色散关系色散关系周期性的物理意义
答:一维单原子晶格的色散关系:)2
1
sin(max qa ωω=色散关系周期性的物理意
义:)2
1
sin(max qa ωω=的一个基本周期为a q a //ππ≤<-,那么周期之外的点q'可以用基本周
期在内的一个点q 来等效即是:...212±±=+='，n a
n q q π
16､一维双原子晶格的色散关系
答:一维双原子色散关系:)2cos(2)[(M 222
qa Mm m M m M m
++±+=
±β
ω
17､同一厡胞内两种原子有什么振动特点
|
答:同一厡胞内两种原子振动特点:
(1)声学波的振动:同一原胞内相邻的两种原子倾向于沿同一方向振动｡长波极限:原胞中两
种原子的位相､振幅完全一致,长声学波反映的是原胞质心的振动;短波极限:轻原子不振动,重原子振动 ｡
(2)光学波的振动:同一原胞内相邻的两种原子作反方向振动｡长波极限:原胞内不同原子振动位相相反,长光学波反映的是原胞质心不动;短波极限:重原子不振动,轻原子振动｡ 18､晶格振动的格波数､格波支数及总格波数是如何确定的
答:波矢数(q 的取值数)=原胞数N;格波支数=原胞内原子的自由度数3n ;总格波数=晶体内
