固體電子學導論（第3版）

 

 

目錄

 

 

課件+大綱

 

 

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第1章晶體的結構和晶體的結合

 

1.1晶體的特徵與晶體結構的周期性

 

1.1.1晶體的特徵

 

1.1.2晶體結構的周期性

 

1.1.3原胞與晶胞

 

1.1.4實際晶體舉例

 

1.2晶列與晶面倒格子

 

1.2.1晶列

 

1.2.2晶面

 

1.2.3倒格子

 

1.3晶體結構的對稱性晶系

 

1.3.1物體的對稱性與對稱操作

 

*1.3.2晶體的對稱點群

 

1.3.3晶系 

 

*1.3.4準晶體 

 

*1.4確定晶體結構的方法

 

1.4.1晶體衍射的一般介紹

 

1.4.2衍射方程

 

1.4.3反射公式

 

1.4.4反射球

 

1.5晶體的結合

 

1.5.1離子性結合

 

1.5.2共價結合

 

1.5.3金屬性結合

 

1.5.4範德華結合

 

*1.6晶體生長簡介

 

1.6.1自然界的晶體

 

1.6.2溶液中生長晶體

 

1.6.3水熱法生長晶體

 

1.6.4熔體中生長晶體

 

1.6.5硅、鍺單晶生長

 

習題1

 

第2章晶格振動和晶體的缺陷

 

2.1晶格振動和聲子

 

2.1.1一維單原子晶格的振動

 

2.1.2周期性邊界條件

 

2.1.3晶格振動量子化聲子

 

 *2.2聲學波與光學波

 

2.2.1一維雙原子晶格的振動

 

2.2.2聲學波和光學波的特點

 

*2.3格波與彈性波的關系

 

2.4聲子譜的測量方法

 

2.5晶體中的缺陷

 

2.5.1點缺陷

 

2.5.2線缺陷

 

2.5.3面缺陷

 

習題2

 

第3章能帶論基礎

 

3.1晶體中的電子狀態

 

3.1.1晶體中電子的共有化運動及能帶

 

3.1.2周期性勢場的形成

 

3.1.3晶體中電子狀態的近似處理方法

 

3.2金屬中的自由電子模型

 

3.3布洛赫定理

 

3.4克龍尼克潘納模型

 

*3.5能帶的計算方法

 

3.6晶體的導電性

 

*3.7實際晶體的能帶

 

習題3

 

第4章半導體中的載流子

 

4.1本徵半導體與雜質半導體

 

4.1.1本徵半導體

 

4.1.2雜質半導體

 

4.1.3雜質電離能與雜質補償

 

4.2半導體中的載流子濃度

 

4.2.1費米分佈函數

 

4.2.2平衡態下的導帶電子濃度和價帶空穴濃度

 

4.2.3本徵載流子濃度與費米能級

 

4.2.4雜質充分電離時的載流子濃度

 

4.2.5雜質未充分電離時的載流子濃度

 

*4.3簡並半導體

 

4.4載流子的漂移運動

 

4.4.1遷移率

 

4.4.2電導率

 

*4.4.3霍耳效應

 

4.5非平衡載流子及載流子的擴散運動

 

4.5.1穩態與平衡態

 

4.5.2壽命

 

4.5.3擴散運動

 

4.5.4連續性方程

 

習題4

 

第5章PN結

 

5.1PN結及其能帶圖

 

5.1.1PN結的制備

 

5.1.2PN結的內建電場與能帶圖

 

5.1.3PN結的載流子分佈

 

5.1.4PN結的勢壘形狀

 

5.2PN結電流電壓特性

 

5.2.1非平衡PN結的勢壘與電流的定性分析

 

*5.2.2非平衡PN結的少子分佈

 

5.2.3理想PN結的電流電壓方程

 

5.3PN結電容

 

5.3.1勢壘電容

 

5.3.2擴散電容

 

5.3.3勢壘電容的計算

 

5.3.4擴散電容的計算

 

5.4PN結擊穿

 

5.4.1雪崩擊穿

 

5.4.2隧道擊穿(齊納擊穿)

 

5.4.3熱電擊穿

 

習題5

 

第6章固體錶面及界面接觸現象

 

6.1錶面態

 

6.1.1理想錶面和實際錶面

 

6.1.2錶面態概述

 

6.1.3錶面態密度

 

6.2錶面電場效應

 

6.2.1外電場對半導體錶面的影響

 

6.2.2錶面空間電荷區的電場、面電荷密度和電容

 

6.2.3各種錶面層狀態

 

6.2.4錶面電導

 

6.3金屬與半導體的接觸

 

6.3.1金屬和半導體的功函數

 

6.3.2接觸電勢差和接觸勢壘

 

6.3.3金屬與半導體接觸的整流特性

 

6.3.4歐姆接觸

 

6.4MIS結構的電容電壓特性

 

6.4.1理想MIS結構電容

 

6.4.2理想MIS結構的CV特性

 

6.4.3功函數差及絕緣層中電荷對CV特性的影響

 

*6.5異質結

 

6.5.1異質結的分類

 

6.5.2突變異質結的能帶圖

 

6.5.3異質結的電流電壓特性

 

6.5.4半導體超晶格

 

習題6

 

第7章半導體器件基礎

 

7.1二極管

 

7.1.1二極管的基本結構

 

7.1.2整流二極管

 

7.1.3齊納二極管

 

7.1.4變容二極管

 

7.1.5肖特基二極管

 

7.2雙極型晶體管

 

7.2.1BJT的基本結構

 

7.2.2BJT的電流電壓特性

 

7.3場效應晶體管

 

7.3.1JFET

 

7.3.2MOSFET

 

*7.3.3MESFET

 

7.4半導體集成器件

 

7.4.1集成電路的構成

 

7.4.2微細加工技術

 

習題7

 

第8章固體光電基礎

 

8.1固體的光學常數

 

8.1.1折射率與消光系數

 

*8.1.2克拉末克龍尼克關系

 

*8.2光學常數的測量

 

8.3半導體的光吸收

 

8.3.1本徵吸收

 

8.3.2直接躍遷和間接躍遷

 

8.3.3其他吸收過程

 

8.4半導體的光電導

 

8.4.1附加電導率

 

8.4.2定態光電導及其弛豫過程

 

8.4.3本徵光電導的光譜分佈

 

8.4.4雜質光電導

 

8.5PN結的光生伏特效應和太陽能電池

 

8.5.1PN結的光生伏特效應

 

8.5.2光電池的電流電壓特性

 

8.5.3太陽能電池及其光電轉換效率

 

8.6半導體發光

 

8.6.1輻射躍遷

 

8.6.2發光效率

 

8.6.3電致發光激發機構

 

8.6.4發光二極管

 

*8.6.5半導體激光器

 

習題8

 

附錄A常用表

 

附錄BExcel在教學中的應用

 

參考文獻