内容发布更新时间 : 2024/10/24 23:17:27星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

注：结合《半导体物理》季振国 编著 浙江大学出版社

重点看 第二章 半导体材料的成分与结构 第三章 晶体中电子的能带

第一章 量子力学初步

1、光电效应、康普顿散射证明电磁波除了具有波动性外，还具有 性 ，即光具有 。

2、受爱因斯坦光量子的启发，德布罗意提出实物粒子具有 性，德布罗意波长公式为 。

3、写出光子的能量与动量。 4、画出下列方势阱中的电子能级图。

（a） (b) （c）

5、谐振子的能量本征值为 。 6、什么是电子的隧道效应，并举实例说明此原理的应用。 7、什么是测不准原理，并举实例说明此原理的应用。

第二章 半导体材料的成分与结构

1、什么是半导体材料？常见的半导体材料有哪些？ 2、画出导体，半导体以及绝缘体的能带图。

3、常见半导体的晶体结构有哪些？晶体结构的测量方法有哪些？ 4、写出正空间与倒空间的基矢关系。 5、简述能带的形成。 答案 第一章

1、粒子性 波粒二象性 2、波动性 ?=3、E?h?p?k 4

h p、

电子的基态能级分布

5、En?(n?)1? 26、粒子能够穿透比它能量更高势垒的现象，它是粒子具有波动性的表现。例如场致发射、扫描隧道显微镜

7、粒子的空间位置与动量不能同时确定，或者无法做到同时使空间位置与动量都非常精确。 例如现在大力发展蓝光光存储介质利用此原理。 第二章

1、导电性介于导体和绝缘体之间，具有能带结构以及合适的禁带宽度且具有负温度系数的一类材料成为半导体材料。例如Si、Ge、GaAs、InSb、GaN、SiC、ZnO 2

、

3、半导体材料按结构分有单晶、多晶、非晶、纳米晶、团簇、超晶格等。常见的晶体结构

有金刚石结构、闪锌矿结构、纤锌矿结构。晶体结构的测量方法有XRD（X射线衍射）、电子衍射、激光衍射、中子衍射等。 4、

b1?2?b2?2?b3?2?a2?a3a?a?2?21a1?a2?a3Va3?a1a?a?2?21

a1?a2?a3Va1?a2a?a?2?21a1?a2?a3V5、N个原子相接近形成晶体时发生原子轨道的交叠并产生能级分裂现象。当N很大时，分裂能级可看作是准连续的，形成能带。（言之有理即可）

第三章 晶体中电子的能带

1、描述半导体中电子运动为什么要引入\有效质量\的概念, 用电子的惯性质量描述能带中电子运动有何局限性。

答：引进有效质量的意义在于它概括了半导体内部势场的作用，使得在解决半导体中电子在外力作用下的运动规律时，可以不涉及半导体内部势场的作用。惯性质量描述的是真空中的自由电子质量，而不能描述能带中不自由电子的运动，通常在晶体周期性势场作用下的电子惯性运动，成为有效质量

2、有效质量的正负有何物理意义？

2答：有效质量的表达式mij??2E?ki?kj，在导带底附近电子的有效质量为正值，在价带顶附近

电子的有效质量为负值，在某些点电子的有效质量为无穷大，即外力很难使这些电子的状态发生变化。

3、实验中如何测量电子的有效质量？

答：实验上可以利用带电粒子在磁场中的回旋运动来进行有效质量的测量。利用磁场中晶体对电磁波能量的共振吸收可以测量出电子的有效质量。

2?2RF?qv?B F?m m?R?qvB ??qB *m4、说明空穴的物理意义。

答：空穴是未被电子占据的空量子态，代表价带顶附近的电子激发到导带后留下的价带空状态，是一种为讨论方便而假设的粒子。