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目录 1

第1章　量子力学初步 1

§1.1 量子力学的诞生 1

§1.2　物质波 8

§1.3　力学量算符与薛定谔方程 9

§1.4　定态波函数 10

§1.5　波函数的性质 11

§1.6　归一化波函数 12

§1.7　波函数的统计解释——劳厄（Lauer）衍射公式 13

§1.8　求解定态问题的步骤 14

§1.9　定态问题实例 15

§1.10　测不准原理 26

§1.11 电子的自旋 28

§1.12　简谐微扰量子跃迁几率 29

§1.13　泡利不相容原理 29

第2章　半导体材料的成分与结构 30

§2.1 半导体材料的导电能力 30

§2.2　半导体的晶体结构 32

§2.3　倒格矢 34

§2.4　晶体结构的测量 35

§2.5　常见半导体的晶体结构 36

第3章 晶体中电子的能带 39

§3.1 能级分裂与能带的形成 39

§3.2　量子力学处理 40

§3.3　能带图的表示方法 42

§3.4 晶体中电子的运动 43

§3.5　电子的经典近似 44

§3.6　外力与波矢的关系 45

§3.7 电子的加速度及有效质量 45

§3.8　能带填充情况与电流 46

§3.9　金属、半导体、绝缘体 48

§3.10 空穴 49

§3.11　硅、锗和砷化镓的能带特点 51

§3.12　半导体材料中的杂质和缺陷能级 53

§3.13　化合物半导体中的杂质能级 55

§3.14　施主、受主的类氢模型 56

§3.15　各种因素对禁带宽度的影响 59

第4章　半导体中的电子统计分布 65

§4.1 状态密度 65

§4.2　费米－狄拉克分布 67

§4.3　本征半导体与非本征半导体 73

§4.4　只含一种杂质的半导体 77

§4.5　饱和电离区的范围 84

§4.6　费米能级与掺杂浓度的关系 85

§4.7　简并半导体 86

§4.8　杂质补偿 86

§4.9　图解法确定费米能级 87

第5章　半导体中的电荷输运现象 89

§5.1 电导现象 89

§5.2　晶格振动与声子 91

§5.3　一维双原子晶格的振动 94

§5.4　三维晶体中的晶格振动 96

§5.6　声子的统计分布 97

§5.5　一维晶格原子振动的能量 97

§5.7　载流子的散射 98

§5.8　多能谷下的电导率 103

第6章　半导体材料的物理现象 106

§6.1 霍耳效应 106

§6.2　磁电阻效应 108

§6.3　半导体磁敏二极管 110

§6.5　表面光电压 111

§6.4　巨磁阻（GMR）与超巨磁阻（CMR） 111

§6.6　光磁电效应 112

§6.7　耿氏效应 113

§6.8　半导体的热效应 114

§6.9　热导率 116

§6.10　半导体的热电、电热效应 118

§6.11　帕尔帖效应 122

§6.12　汤姆逊效应 123

§6.13　热磁效应 124

§6.14　磁光效应 126

§6.15 电光现象 127

第7章　半导体材料的光学性质 129

§7.1　半导体材料的光学常数 129

§7.2　反射率和折射率 129

§7.3　半导体中的光吸收 130

§7.4　直接跃迁的吸收 131

§7.5　间接跃迁 132

§7.6　Burstein-Moss效应 134

§7.7　激子吸收 135

§7.8　杂质吸收 135

§7.9　中性杂质吸收 136

§7.10　电离杂质吸收 137

§7.11　子带之间的跃迁 137

§7.12 自由载流子吸收 138

§7.13　禁带中带尾态的吸收（Urbach吸收） 139

§7.14　晶格振动吸收 139

§7.15　半导体发光 141

§7.16　利用等电子陷阱提高发光效率 144

§7.17　吸收谱与发射谱之间的关系 146

第8章　非平衡载流子 150

§8.1　非平衡载流子 150

§8.2　对光电导材料的要求 152

§8.3　光电导增益 153

§8.4　非平衡载流子的复合和寿命 153

§8.5　非平衡载流子寿命的测试 154

§8.6　连续性方程 156

§8.7　非本征半导体中非平衡少子的扩散和漂移 160

§8.8　少子的扩散与漂移 163

§8.9　少子脉冲的扩散和漂移 164

§8.10　复合机理 167

§8.11 与复合和产生相关的物理量 169

§8.12　非平衡载流子的寿命 172

§8.13　通过复合中心的复合 173

§8.14　金在硅材料中的复合作用 178

§8.15 陷阱效应 179

§9.1 表面态和界面态的影响 181

第9章　半导体中的接触现象 181

§9.2　外电场中的半导体表面 182

§9.3　金属半导体界面 185

§9.4　半导体材料的功函数 192

§9.5 欧姆接触 194

第10章　半导体表面与界面 196

§10.1 表面态及空间电荷区 196

§10.2　理想MOS结构的电容－电压特性 196

§10.3　半导体－气体界面 201

§10.4　半导体p-n结 203

§10.5　碰撞电离雪崩渡越时间二极管（IMPATT） 218

第11章　半导体电子器件 220

§11.1　半导体三极管 220

§11.2　结场型晶体管－JFET 224

§11.3　MOS器件 226

§11.4　CMOS反相器 229

§11.5 由MOS组成的存储器 230

§11.6 电荷耦合器件（CCD） 232

§11.7　可控硅器件 234

第12章　半导体光电器件 236

§12.1 固态发光源 236

§12.2　发光二极管 238

§12.3　光生伏特效应 240

§12.4　半导体激光器 242

§12.5　其他光电器件 244

§13.1 异质结 247

第13章　异质结、量子阱和超晶格 247

§13.2　二维电子气 250

§13.3　异质结的应用 250

§13.4　半导体多量子阱和超晶格 256

第14章　低维系统中电子的状态 259

§14.1 2D系统 259

§14.2 1D系统的能量和状态密度 264

§14.3　0D系统中电子的能量和状态密度 265

§14.4　低维中的其他物理现象 266

参考文献 270