西安网站搭建建设定制,建设网站推销,舟山小程序开发,建建建设网站公司网站DP读书#xff1a;《半导体物理学#xff08;第八版#xff09;》刘恩科 3min速通半导体物理之绪论 DP读书#xff1a;《半导体物理学#xff08;第八版#xff09;》刘恩科绪论第一章 半导体中的电子状态1.1 半导体的晶格结构和结合性质1.1.1 金刚石型结构和共价键1.1.2…DP读书《半导体物理学第八版》刘恩科 3min速通半导体物理之绪论 DP读书《半导体物理学第八版》刘恩科绪论第一章 半导体中的电子状态1.1 半导体的晶格结构和结合性质1.1.1 金刚石型结构和共价键1.1.2 闪锌矿型结构和混合键1.1.3 纤锌矿型结构 1.2 半导体中电子的状态和能带1.2.1 原子的能级和晶体的能带1.2.2 半导体中电子的状态和能带1.2.3 导体、半导体、绝缘体的能带 绪论 第一章 半导体中的电子状态
1.1 半导体的晶格结构和结合性质
1.1.1 金刚石型结构和共价键
金刚石型结构金刚石型结构是最简单的立方晶格结构其中每个原子都与其他四个原子通过共价键结合。这种结构在硅和锗等半导体中很常见。共价键在金刚石型结构中原子之间通过共享电子形成共价键。这种键合方式使得电子在原子间移动而不容易被外部电场影响从而形成了半导体的特性。 #mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .label text,#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .node rect,#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .node circle,#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .node ellipse,#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .node polygon,#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .node .label{text-align:center;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-UomIxeY4ySkfYh5c :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} 金刚石型结构 共价键 硅 锗 电子共享 不易受外部电场影响 形成半导体特性 1.1.2 闪锌矿型结构和混合键
闪锌矿型结构闪锌矿型结构是另一种常见的半导体结构其中原子以四面体方式排列但键合方式与金刚石型略有不同。混合键在闪锌矿型结构中原子之间的键合不再是纯粹的共价键而是包含了一定的离子键和金属键成分这使得电子状态更加复杂。 #mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .label text,#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .node rect,#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .node circle,#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .node ellipse,#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .node polygon,#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .node .label{text-align:center;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-qS5OiO6J51QlZVn0 :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} 闪锌矿型结构 混合键 原子四面体排列 键合方式与金刚石型不同 包含离子键成分 包含金属键成分 电子状态更复杂 1.1.3 纤锌矿型结构
纤锌矿型结构纤锌矿型结构是另一种半导体结构其特点是原子排列成六方密堆积形成六边形晶格。特性纤锌矿型结构中的原子间距较大使得电子更容易受到外部电场的影响从而影响了其电子状态和导电性质。
1.2 半导体中电子的状态和能带
1.2.1 原子的能级和晶体的能带
原子的能级原子中的电子占据特定的能级这些能级是分立的。晶体的能带在晶体中由于原子之间的相互作用电子的能级会形成连续的能带。
1.2.2 半导体中电子的状态和能带
半导体的能带结构半导体中的能带结构包括价带、导带和禁带。价带中的电子在室温下是填满的而导带是空的。禁带是价带和导带之间的能量区域其中的电子不易被激发。电子的激发和跃迁当外部能量如光照作用于半导体时价带中的电子可以被激发到导带从而产生电流。
1.2.3 导体、半导体、绝缘体的能带
导体的能带导体的能带结构中导带与价带之间的禁带宽度很小因此电子容易从价带跃迁到导带形成良好的导电性能。半导体的能带半导体的禁带宽度适中需要在一定的外部能量作用下才能实现电子的跃迁和导电。绝缘体的能带绝缘体的禁带宽度很大电子很难从价带跃迁到导带因此导电性能很差。 #mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .label text,#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .node rect,#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .node circle,#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .node ellipse,#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .node polygon,#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .node .label{text-align:center;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-4BIAnUv7ECscLxX8 :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} 能带结构 导体 半导体 绝缘体 禁带宽度很小 禁带宽度适中 禁带宽度很大 电子容易跃迁 需要外部能量 电子难跃迁 良好导电性能 导电性能适中 导电性能很差
