半导体导论重要术语解释
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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)理想晶体(完整晶体):内在结构完全规则的固体,由全同的结构单元在空间无限重复排列而构成。
(7)空间点阵(布拉菲点阵):晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点子在空间有规则地做周期性无限重复排列,这些点子的总体称为空间点阵。
(8)晶格常数:晶胞的棱边的长度。
(9)晶胞:能复制整个晶体的一小部分晶体。
晶胞不是唯一的。
最小的晶胞称为原胞(10)晶面指数(密勒指数):描写布拉菲点阵中晶面方位的一组互质整数。
(11)原子的电负性:原子得失价电子能力的度量。
电负性一常数(电离能+亲和能)。
(12)倒格子及其与正格子的关系:由正格子的基矢(a1,a2,a3)定义的三个矢量(b1,b2,b3)。
(13)布里渊区:在倒格子中,以某一点为坐标原点,作所有倒格矢的垂直平分面,倒格子空间被这些平面分成许多区域,这些区域就称为布里渊区(14)价电子:最外层的电子因构成化学价键而被叫做价电子。
(15)原子价键:主要的原子价键有共价键、离子键、π键和金属键。
(16)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当或是差别较小,或者是成键原子一方有孤对电子(配位体),另一方有空轨道(中心离子)。
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,这样的共价键就是非极性共价键。
共价键的数目遵从8-N原则。
(17)共价键的特点:具有方向性和饱和性。
(18)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,在断键处少掉了一个电子,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。
(19)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。
(20)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。
(21)激发态:电子空穴对产生之后的固体所处的状态。
(22)光激发:光照产生电子空穴对的过程(23)离子键:正、负离子之间的库伦静电作用而成的键。
(24)离子键的特点:没有方向性和饱和性。
(25)л键:碳六元环组成的二维周期性蜂巢状点阵结构中,碳原子是sP2轨道杂化但每个碳原子还有一个未参与杂化的p轨道,垂直于分子平面,p轨道里面有一个电子。
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。
(11)禁带:导带底与价带顶之间的能量区域。
(12)禁带宽度:导带底与价带顶之间的能量差。
(13)直接能隙:跃迁前后导带底对应的波数(ke)的位置与价带顶所对应波数(k1)相同的能隙类型。
(14)直接能隙半导体:能隙为直接能隙的半导体。
(15)间接能隙:跃迁前后k的位置与k不同的能隙类型。
(16)间接能隙半导体:能隙为间接能隙的半导体。
(17)有效质量:m*=h2/(d2E/dk2)。
第三章(1)产生:电子被激发到导带或(和)空穴被激发到价带的过程,它们伴随着产生电子或空穴。
(2)复合:电子从导带回到价带的过程。
(3)本征半导体:无杂质无缺陷的纯净半导体。
(4)非本征半导体:掺有杂质的半导体。
(5)本征激发:电子从价带被激发到导带的过程,它们伴随着产生成对的电子和空穴。
(6)施主与施主电离:将电子施予半导体导带的杂质、缺陷叫施主。
施主能级上的电子被激发到半导体导带的过程称为施主电离。
(7)受主与受主电离:将空穴施予半导体价带(或接受价带电子)的杂质、缺陷叫受主。
受主能级上的空穴被激发到半导体价带的过程称为受主电离。
(8)杂质补偿:半导体中既掺有施主杂质又掺有受主杂质时,杂质之间会首先彼此“抵消”,这称为杂质补偿。
杂质补偿之后,剩余的杂质才贡献电子或空穴给半导体。
(9)杂质补偿半导体:同一半导体中既掺有施主杂质又掺有受主杂质的半导体。
(10)直接复合:导带电子直接回到价带与空穴复合的过程。
(11)间接复合:导带电子通过深能级间接回到价带与空穴复合的过程。
(12)陷阱:俘获一种载流子的深能级。
(13)激子复合:由激发态电子和价带空穴对应的电子空穴对的复合。
(14)俄歇复合:是有三个电荷参与的三粒子过程,其中一对电子空穴复合,同时将多余的能量传递给第三个电荷(电子或空穴)。
第四章(1)量子态密度:在能带中能量E与E+dE之间的能量间隔E内的量子态dZ的数。
(2)分布函数:能量为E的允态能级被电子占据的概率。
(3)费米能级:表征电子填充能级的水平。
(4)质量作用定律:热平衡态下,半导体中的两种载流子浓度的乘积为本征载流子浓度的平方。
(5)非简并半导体:浅能级杂质的浓度不太高,其中的杂质能级为分立能级,且满足玻尔兹曼分布函数的非本征半导体。
(6)简并半导体:浅能级杂质的浓度足够高,费米能级接近或进入允带,且满足费米狄拉克分布函数的非本征半导体。
(7)过剩载流子:在非平衡态下产生的非平衡载流子。
(8)小注入:如果△n=△p,且满足过剩载流子浓度远小于平衡多子浓度的情况。
(9)准费米能级:非平衡态下电子系统或空穴系统的准费米能级。
(10)复合率:电子空穴对复合的速率。
(11)少子寿命:过剩载流子的平均生存时间。
第五章(1)漂移运动:在电场作用下载流子的定向运动。
(2)漂移电流:载流子的漂移运动形成的电流。
(3)电离杂质散射:载流子与电离杂质之间的相互作用。
(4)晶格振动散射:载流子与热振动的晶格之间的相互作用。
(5)扩散运动:因存在浓度梯度而引起的载流子的定向运动。
(6)扩散电流:载流子的扩散运动形成的电流。
(7)迁移率:单位电场下载流子的平均漂移速度。
(8)电导率:漂移电流与电场强度之比。
(9)饱和速度:电场足够强后,载流子的偏移速度达到的饱和值。
(10)爱因斯坦关系:描述载流子的迁移率与扩散系数之间的关系。
第六章（没学）(1)电子输运:微米至纳米尺度时一个或者几个维度被局限在有限空间内,电子具有量子效应。
量子效应使得量子输运与宏观尺度下的经典输运截然不同。
(2)介观体系:指介于宏观和微观之间的体系,尺寸一般在微米至纳米量级。
(3)透射率:指电子被散射后透射的几率,取值在0~1之间。
(4)电导:电流除以偏压,表征电子导电性能。
(5)安德森局域化:电子被局限在有限空间而无法扩展到无穷远处。
(6)金属-绝缘体相变:通过调节体系的某些参数,体系从金属相转变成绝缘体相。
(7)转移矩阵:将紧相邻的两列格点上波函数系数和另一紧相邻的两列格点上波函数系数的关系式表达成矩阵的形式。
转移矩阵是一种非常有效和快捷的计算方法。
(8)非平衡格林函数:一种数值计算方法,通过电极哈密顿量计算电极有效自能来研究电子输运现象。
非平衡是指不同电极之间的费米面不同而造成的非平衡态。
(9)石墨烯:碳原子组成的蜂窝状的单层体系。
(10)扶手椅型石墨烯纳米带:边缘为扶手椅形状、宽度有限的石墨烯纳米带。
(11)锯齿型石墨烯纳米带:边缘为锯齿形状、宽度有限的石墨烯纳米带。
(12)重整化转移矩阵:将大体系划分为若干子体系,转移矩阵方法得到子体系端点处波函数系数的关系式。
所有关系式组成的大矩阵被称为重整化转移矩阵。
第七章(1)功函数:真空能级E和费米能级EF之差,表示电子被束缚的强弱。
(2)电子亲和能:真空能级E0和半导体导带底E能级之差。
表示半导体导带底的电子逸出体外所需要的最小能量。
(3)表面势:半导体表面和半导体内部的电势差。
(4)接触电势差:两种不同功函数的晶体接触,由于电荷流动,在两侧晶体表面形成电荷层所产生的电势差。
(5)肖特基势垒高度:金属-半导体结中电子或空穴从金属运动至半导体所需要越过的势垒。
(6)镜像力降低效应:由于反向电场引起金属-半导体结势垒高度降低的现象。
(7)隧道效应:重掺杂的半导体势垒区很薄,电流输运主要是隧道电流。
(8)接触电阻:在零偏压时,电流密度对电压求导的倒数。
第八章(1)表面电场效应:半导体表面状态在外电场作用下发生变化。
(2)表面耗尽:当在金属栅电极上加一定的偏压使得半导体表面的多数载流子少于体内的多数载流子的状态。
(3)反型层电荷:反型状态时在半导体表面产生的与半导体衬底多数载流子类型相反的电荷,如对于p型半导体衬底,反型层电荷为电子。
(4)临界强反型:当在金属栅电极上加一定的偏压使得反型层电荷浓度等于掺杂浓度时的状态。
(5)弱反型:在金属栅电极上所加的栅电压使得半导体表面反型,但是表面反型层电荷密度仍小于掺杂浓度时的情形。
(6)强反型:加一定大小的金属栅电压后,半导体表面反型出的少子电荷密度大于掺杂浓度时的状态。
(7)最大耗尽层厚度:强反型时,氧化层下的耗尽区达到极大值。
(8)平带电压:由于金属一半导体功函数差以及氧化层中的电荷使得半导体表面能带弯曲,为了恢复平带状态在栅极所加的电压为平带电压。
(9)阈值电压:也称为开启电压,指半导体刚强反型时栅极与半导体之间所加的电压。
