半导体物理学 第7版PDF电子书下载

主要参数符号表 1

第1章 半导体中的电子状态 6

半导体的晶格结构和结合性质 6

金刚石型结构和共价键 6

闪锌矿型结构和混合键 7

纤锌矿型结构 8

半导体中的电子状态和能带 9

原子的能级和晶体的能带 9

半导体中电子的状态和能带 11

导体、半导体、绝缘体的能带 15

半导体中电子的运动有效质量 17

半导体中E（k）与k的关系 17

半导体中电子的平均速度 18

半导体中电子的加速度 18

有效质量的意义 19

本征半导体的导电机构空穴 20

回旋共振 22

k空间等能面 22

回旋共振 24

硅和锗的能带结构 26

硅和锗的导带结构 26

硅和锗的价带结构 28

Ⅲ-V族化合物半导体的能带结构 30

锑化铟的能带结构 31

砷化镓的能带结构 31

磷化镓和磷化铟的能带结构 32

混合晶体的能带结构 32

Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的能带结构 33

二元化合物的能带结构 33

混合晶体的能带结构 34

Si1-xGex合金的能带 35

宽禁带半导体材料 37

GaN,AlN的晶格结构和能带 37

SiC的晶格结构与能带 40

习题 43

参考资料 43

第2章 半导体中杂质和缺陷能级 45

硅、锗晶体中的杂质能级 45

替位式杂质间隙式杂质 45

施主杂质、施主能级 46

受主杂质、受主能级 48

浅能级杂质电离能的简单计算 49

杂质的补偿作用 50

深能级杂质 51

Ⅲ-Ⅴ族化合物中的杂质能级 54

氮化镓、氮化铝、碳化硅中的杂质能级 59

缺陷、位错能级 61

点缺陷 61

位错 62

习题 64

参考资料 64

第3章 半导体中载流子的统计分布 66

状态密度 66

k空间中量子态的分布 67

状态密度 67

费米能级和载流子的统计分布 69

费米分布函数 69

玻耳兹曼分布函数 71

导带中的电子浓度和价带中的空穴浓度 72

载流子浓度乘积n0p0 75

本征半导体的载流子浓度 75

杂质半导体的载流子浓度 78

杂质能级上的电子和空穴 78

n型半导体的载流子浓度 79

一般情况下的载流子统计分布 88

简并半导体 93

简并半导体的载流子浓度 93

简并化条件 94

低温载流子冻析效应 96

禁带变窄效应 97

电子占据杂质能级的概率 99

电子占据杂质能级概率的讨论 99

求解统计分布函数 101

习题 102

参考资料 104

第4章 半导体的导电性 106

载流子的漂移运动和迁移率 106

欧姆定律 106

漂移速度和迁移率 107

半导体的电导率和迁移率 108

载流子的散射 109

载流子散射的概念 109

半导体的主要散射机构 110

迁移率与杂质浓度和温度的关系 116

平均自由时间和散射概率的关系 116

电导率、迁移率与平均自由时间的关系 117

迁移率与杂质和温度的关系 119

电阻率及其与杂质浓度和温度的关系 123

电阻率和杂质浓度的关系 123

电阻率随温度的变化 125

玻耳兹曼方程、电导率的统计理论 126

玻耳兹曼方程 126

弛豫时间近似 128

弱电场近似下玻耳兹曼方程的解 129

球形等能面半导体的电导率 130

强电场下的效应、热载流子 131

欧姆定律的偏离 131

平均漂移速度与电场强度的关系 133

多能谷散射、耿氏效应 137

多能谷散射、体内负微分电导 137

高场畴区及耿氏振荡 139

习题 141

参考资料 143

第5章 非平衡载流子 145

非平衡载流子的注入与复合 145

非平衡载流子的寿命 147

准费米能级 148

复合理论 149

直接复合 150

间接复合 152

表面复合 158

俄歇复合 159

陷阱效应 162

载流子的扩散运动 164

载流子的漂移扩散，爱因斯坦关系式 169

连续性方程式 171

硅的少数载流子寿命与扩散长度 176

习题 178

参考资料 179

第6章 pn结 181

pn结及其能带图 181

pn结的形成和杂质分布 181

空间电荷区 183

pn结能带图 183

pn结接触电势差 185

pn结的载流子分布 185

pn结电流电压特性 187

非平衡状态下的pn结 187

理想pn结模型及其电流电压方程 190

影响pn结电流电压特性偏离理想方程的各种因素 193

pn结电容 198

pn结电容的来源 198

突变结的势垒电容 199

线性缓变结的势垒电容 204

扩散电容 207

pn结击穿 208

雪崩击穿 208

隧道击穿（齐纳击穿） 209

热电击穿 211

pn结隧道效应 211

习题 213

参考资料 214

第7章 金属和半导体的接触 216

金属半导体接触及其能级图 216

金属和半导体的功函数 216

接触电势差 217

表面态对接触势垒的影响 219

金属半导体接触整流理论 221

扩散理论 222

热电子发射理论 225

镜像力和隧道效应的影响 227

肖特基势垒二极管 230

少数载流子的注入和欧姆接触 230

少数载流子的注入 230

欧姆接触 232

习题 233

参考资料 234

第8章 半导体表面与MIS结构 235

表面态 235

表面电场效应 238

空间电荷层及表面势 239

表面空间电荷层的电场、电势和电容 240

MIS结构的C-V特性 248

理想MIS结构的C-V特性 249

金属与半导体功函数差对MIS结构C-V特性的影响 253

绝缘层中电荷对MIS结构C-V特性的影响 254

硅-二氧化硅系统的性质 256

二氧化硅中的可动离子 257

二氧化硅层中的固定表面电荷 258

在硅-二氧化硅界面处的快界面态 259

二氧化硅中的陷阱电荷 261

表面电导及迁移率 262

表面电导 262

表面载流子的有效迁移率 263

表面电场对pn结特性的影响 264

表面电场作用下pn结的能带图 264

表面电场作用下pn结的反向电流 267

表面电场对pn结击穿特性的影响 269

表面钝化 270

习题 270

参考资料 271

第9章 半导体异质结构 272

半导体异质结及其能带图 272

半导体异质结的能带图 272

突变反型异质结的接触电势差及势垒区宽度 278

突变反型异质结的势垒电容 281

突变同型异质结的若干公式 282

半导体异质pn结的电流电压特性及注入特性 283

突变异质pn结的电流-电压特性 283

异质pn结的注入特性 287

半导体异质结量子阱结构及其电子能态与特性 289

半导体调制掺杂异质结构界面量子阱 289

双异质结间的单量子阱结构 292

双势垒单量子阱结构及共振隧穿效应 296

半导体应变异质结构 297

应变异质结 297

应变异质结构中应变层材料能带的改性 298

GaN基半导体异质结构 300

GaN,AlGaN和InGaN的极化效应 300

A1xGa1-xN/GaN异质结构中二维电子气的形成 301

InxGa1-xN/GaN异质结构 304

半导体超晶格 305

习题 309

参考资料 310

第10章 半导体的光学性质和光电与发光现象 313

半导体的光学常数 313

折射率和吸收系数 313

反射系数和透射系数 316

半导体的光吸收 317

本征吸收 317

直接跃迁和间接跃迁 318

其他吸收过程 321

半导体的光电导 324

附加电导率 324

定态光电导及其弛豫过程 325

光电导灵敏度及光电导增益 328

复合和陷阱效应对光电导的影响 328

本征光电导的光谱分布 330

杂质光电导 331

半导体的光生伏特效应 331

pn结的光生伏特效应 332

光电池的电流电压特性 332

半导体发光 334

辐射跃迁 334

发光效率 337

电致发光激发机构 338

半导体激光 339

自发辐射和受激辐射 339

分布反转 340

pn结激光器原理 341

激光材料 344

半导体异质结在光电子器件中的应用 345

单异质结激光器 345

双异质结激光器 345

大光学腔激光器 346

习题 347

参考资料 348

第11章 半导体的热电性质 350

热电效应的一般描述 350

塞贝克效应 350

珀耳帖效应 351

汤姆逊效应 351

塞贝克系数、珀耳帖系数和汤姆逊系数间的关系 352

半导体的温差电动势率 353

一种载流子的绝对温差电动势率 353

两种载流子的绝对温差电动势率 356

两种材料的温差电动势率 357

半导体的珀耳帖效应 358

半导体的汤姆逊效应 360

半导体的热导率 360

载流子对热导率的贡献 361

声子对热导率的贡献 363

半导体热电效应的应用 364

习题 365

参考资料 365

第12章 半导体磁和压阻效应 366

霍耳效应 366

一种载流子的霍耳效应 366

载流子在电磁场中的运动 368

两种载流子的霍耳效应 371

霍耳效应的应用 372

磁阻效应 374

物理磁阻效应 374

几何磁阻效应 376

磁阻效应的应用 377

磁光效应 378

朗道（Landau）能级 378

带间磁光吸收 380

量子化霍耳效应 381

热磁效应 383

爱廷豪森效应 383

能斯脱效应 384

里纪-勒杜克效应 385

光磁电效应 385

光扩散电势差 385

光磁电效应 387

压阻效应 389

压阻系数 390

液体静压强作用下的效应 391

单轴拉伸或压缩下的效应 393

压阻效应的应用 395

习题 397

参考资料 398

第13章 非晶态半导体 399

非晶态半导体的结构 399

非晶态半导体中的电子态 402

无序体系中电子态的定域化 402

迁移率边 404

非晶态半导体的能带模型 404

非晶态半导体的化学键结构 405

非晶态半导体中的缺陷、隙态与掺杂效应 407

四面体结构非晶态半导体中的缺陷和隙态 407

硫系非晶态半导体的缺陷与缺陷定域态 409

Ⅳ族元素非晶态半导体的掺杂效应 412

非晶态半导体中的电学性质 413

非晶态半导体的导电机理 413

非晶态半导体的漂移迁移率 417

非晶态半导体的弥散输运过程 418

非晶态半导体中的光学性质 420

非晶态半导体的光吸收 420

非晶态半导体的光电导 422

a-SiH的pn结与金属-半导体接触特性 424

参考资料 425

附录A常用物理常数和能量表达变换表 427

附录B半导体材料物理性质表 428

参考资料 434