固体与半导体物理总结

1.布拉菲格子:如果晶体由一个原子组成,且基元中仅包含一个原子,则形成的晶格叫做简单格子,或称为布拉菲格子。

2.复式格子:基元含有两个或两个以上原子的晶格(可是同类、异类)

3.复式格子特点:a.每种原子形成一个简单格子b.不同原子形成的简单格子是相同的c.由简单格子套构

4.原胞:格点在三维方向平移形成晶格,平移一步的距离可称为周期,不同方向周期不同。以一格点为原点,按平移方向和长度取三矢量(平移矢量),构成平行六面体,推成整个晶体;定义:体积最小的周期性平行六面体单元;特点:选取不唯一(体积相同),只含有一个格点(简单、复式),基矢,不同原胞中相对应位置物理性质相同

5.晶胞:定义:既考虑了周期性又考虑了对称性所选取的重复单元

特点:a.体积不一定最小,选取不唯一b.体心或面心上可能有格点c.基矢d.不同原胞中相对应位置物理性质相同

6.金刚石结构两个面心立方沿立方体体对角线位移1/4套购而成。碳原子组成,复式格子Si、Ge

7.NaCl结构:两面心立方沿基矢位移1/2套构而成复式格子 

  CsCl:两种简单立方结构沿体对角线位移1/2相互套购而成复式格子

8.密堆积:a.密积六方的密堆积b.密积立方的密堆积

9.八种独立的对称操作:C1 C2 C3 C4 C5 C6 i色个吗

10.七大晶系:立方(简单立方、体心立方、面心立方)、四方(简单四方、体心四方)、六方(简单六方)、三方(简单三方)、正交(简单正交、底心正交、体心正交、面心正交)单斜(简单单斜、底心单斜)、三斜(简单三斜)

11.倒格子:为便于数学分析,引入一种新的格子——倒格子。是周期性结构另一种表示,波矢空间的数学表示。2dsinθ=nλ;1)

倒格子与正格子的几何关系:与晶面族对应格点的方法来构造新格子

12.一维单原子晶格的色散关系:

 

13.一维双原子色散关系:

同一原胞内两种原子有什么震动特点:长波极限,原胞中两种原子运动完全一致; 短波极限,轻原子不振动,重原子振动 ;一般情况,声学波相邻原子沿同一方向振动

14.格波的支数=每个原胞中原子的自由度总数;每支格波包含的格波数=晶体中的原胞数;总的格波数=晶体中原子的自由度总数

15.晶格振动的能量子称为“声子”,它是晶格振动能量的最小单位。

16.在什么情况下电子的费米统计可用波尔兹曼分布来描述:两个电子占据同一个能级的几率非常小 ,可以用经典的统计来代替它。

17.布洛赫定理的内容是什么:是电子在周期势场中的一个共同的波函数形式,它作为含有周期函数的微分方程的解所具有的性质,是从数学上推导出来的。

布洛赫波函数:

 

18.每个能带能容纳的电子数与什么有关?:

每个能带中只能容纳2N个电子

19.布洛赫电子的速度和有效质量公式?

                                          在一维情况下,可简化为

20.有效质量为负值的含义?

是因为有效质量概括了晶体内部势场的作用,外力作用不足以补偿内部势场的作用时,电子的真实动量下降的,所以有效质量为负值。

21.绝缘体、半导体、导体的能带结构及电子填充情况有什么不同?

绝缘体:特点:最高能带满,上面空T=0k时,不能导电,T≠0k时,电子会跃迁,但Eg比较大。

半导体:能带特点:最高能带满,上面空;T=0时,满带,不导电T≠0时,部分电子跃迁,原来空带有电子,原来满带不满,电场下导电。

导体:能带是独立的,Li+,Na+,K+等,最外能带半空,有外场,导电

22.半导体呈本征型的条件?半导体中无杂质原子,无缺陷(原子在空间排列具有严格的周期性)

23.什么是非简并半导体?什么是简并半导体?

通常把服从波尔兹曼统计分布的半导体称为非简并半导体,而服从费米统计分布的半导体称为简并半导体。

24.n型和p型半导体在平衡状态下的载流子浓度公式?

25.非简并半导体的费米能级随温度和杂质浓度的变化?

在温度T一定时,ND越大,EF就越向导带方向靠近,而ND一定时,温度越高,EF就越向本征费米能级Ei方向靠近。

26.半导体在室温全电离下的电中性条件?

费米能级EF位于ED以下,当施主杂质全部电离时,电中性条件为:n0=ND

在强电离区:p0=NA

27.简并半导体形成杂质能带,能带结构有什么变化?

杂质浓度越大,杂质电离能越小。重参杂时,禁带宽度变窄了。

28.散射的原因是什么?

载流子受到了某种阻力,在运动过程中不断遭到“散射”

29.什么是准费米能级?热平衡下,半导体只有一个费米能级。 统一的费米能级是热平衡状态的标志

30.多子的准费米能级偏离平衡费米能级与少子的偏离有什么不同?

非平衡状态时,往往总是多数载流子的准费米能级和平衡时的费米能级偏离不多,而少数载流子的准费米能级则偏离很大。

31. 爱因斯坦关系式?

Dn/un=KBT/q  还有个p

32.什么是p-n结的空间电荷区?自建场是怎样建立起来的?

空间电荷区:空间电荷所在的区域;电荷分布不均,形成内电场(自建场)

33.雪崩击穿和隧道击穿的机理。

由于倍增效应,使势垒区单位时间内产生了大量的载流子,致使反向电流迅速增大,从而发生p-n结击穿。

由于在势垒区中强电场的作用下,电子从价带直接过禁带而进入导带的隧道效应引起的。

34.什么是功函数?什么是电子亲和能?

一个起始能量等于费米能级的电子,由金属内部达到体外所需的最小能量

要使半导体导带底的电子逸出体外所需要的最小能量。

35.金属-半导体接触的四种类型?

36.金属-半导体整流接触特性的定性解释?

37.在考虑表面态的情况下,怎样形成欧姆接触?

不能选用金属材料的办法来获得欧姆接触,目前,实际生产中,主要采用高掺杂的半导体和金属接触在半导体上制成欧姆接触。

             哇哈哈

 

第二篇:考研固体物理总结

830-半导体物理

一、考试目的

《半导体物理》是微电子学与固体电子学硕士研究生入学考试的科目之一。《半导体物理》考试要力求反映微电子硕士学位的特点,科学、公平、准确、规范地测评考生的基本素质和综合能力,以利于选拔具有发展潜力的优秀人才入学,为我国现代化建设事业与微电子产业的发展培养适应我国现代化建设的实际需求,德智体全面发展,掌握微电子学专业所必需的知识、理论和实验技能,能在微电子学及相关专业从事科研、教学、科技开发、工程技术、生产管理及行政管理等工作的专门人才。

二、考试要求

测试考生对半导体物理的基本概念、基础知识的掌握情况和运用能力。

三、考试内容

1.半导体中的电子状态

1)半导体的晶格结构和结合性质

2)半导体中的电子状态和能带

3)半导体中电子的运动 有效质量

4)半导体的导电结构 空穴

5)回旋共振

6)硅和锗的能带结构

7)III-V族化合物半导体的能带结构

8)II-VI族化合物半导体的能带结构

2.半导体中杂质和缺陷能级

1)硅、锗晶体中的杂质能级

2)III-V族化合物中的杂质能级

3)缺陷、位错能级

3.半导体中载流子的统计分布

1)状态密度

2)费米能级和载流子的统计分布

3)本征半导体的载流子浓度

4)杂质半导体的载流子浓度

5)一般情况下的载流子统计分布

6)简并半导体

4.半导体的导电性

1)载流子的漂移运动 迁移率

2)载流子的散射

3)迁移率与杂质浓度和温度的关系

4)电阻率及其与杂质浓度和温度的关系

5)强电场下的效应 热载流子

6)欧姆定律的偏离

7)多能谷散射 耿氏效应

5.非平衡载流子

1)非平衡载流子的注入与复合

2)非平衡载流子的寿命

3)准费米能级

4)复合理论

5)陷阱效应

6)载流子的扩散运动

7)载流子的漂移运动 爱因斯坦关系式

8)d续性方程式

6.半导体的光学性质和光电与发光现象

1)半导体的光学常数

2)半导体的光吸收

3)半导体的光电导

4)半导体的光生伏特效应

5)半导体发光

6)半导体激光

7.半导体磁和压阻效应

1)霍尔效应

2)磁光效应

3)量子化霍尔效应

四、考试题型与分值

坚持理论联系实际、基础知识与理解运用相结合的原则,题型包括看图分析、计算与推导、问答、简述、名词解释等。本科目满分150分。

 

第三篇:西南民族大学期末 大学物理总结 重要的公式

第八章:电磁感应定律  电磁场

一、电动势:

1、法拉第电磁感应定律:

 

方向:阻碍磁通量的变化。

感应电流:     

感应电荷:

2、动生电动势:洛仑兹力产生的。

     

特例:导线切割磁力线,   

  

3、感生电动势:感生电场产生的。

4、重点:求电动势

二、自感和互感

1、   自感: 

2、   互感:

三、麦克斯韦方程组

1、   两条假设 

1)、感生电场假设:变化的磁场要激发电场——感生电场(有旋电场)

2)、位移电流假设:变化的电场要激发磁场

定义:位移电流      位移电流密度 

2、麦克斯韦方程组积分形式

 

 

第九章:振动

一.         简谐振动

1.               振动方程: 

振动速度  

2.               确定初始条件 决定。

3.      ]

4、旋转矢量:

5.总能量   (取系统平衡位置为势能零点)

6、重点: 1、求振动方程: 

2、求特征量 

3、旋转矢量:

二.同一直线,同一频率振动的合成 

设:

则合振动:

其中: ,

 

第十章:波动

一.       波速: 

二.       重点:  波函数 

已知参考点Q

则波函数:  

其中:

三、波的干涉:

1、波的干涉条件:波频率相同,振动方向相同,位相差恒定。 

2

3时:     相长,

    相消

# 3、驻波方程:  (大学物理II不要求)

    相邻波腹(节)间距:   

            

第十一章   光学

一、干涉

(一)、杨氏双缝:

1      

2、条纹到屏中心点的距离:  明纹

  暗纹

 2.  相邻条纹间隔:

(二)、薄膜干涉 

 1、薄膜干涉、劈尖干涉、牛顿环

     

      k= 0 , 1,2,…

2.  

k= 0 ,1,2,…

3、牛顿环明环:   k=1,2,3,…

牛顿环暗环:   ,      k=0,1,2,…

二、衍射

(一)、单缝衍射:

,(k=1,2,3,…

1)、明纹到中心距离:

  衍射明   

       衍射暗    

2)、中央明纹  

其余相邻明纹(暗纹):

(二)、光栅衍射

1. 光垂直入射:(1). 光栅公式   k=0,1,2,…)主明纹,

光栅常数: 

  屏上显示的主极大条数。

三、光的偏振

1、基本概念:     (1). 自然光        (2).  线偏振光(完全偏振光) 

 (3).  部分偏振光

2起偏角   ,当时:

 (1). 反射光为线偏光,且振动方向入射面,

 (2). ,反射光与折射光正交。

3、偏振片起偏:

1自然光:  通过偏振片:   

2线偏振光:通过偏振片 

 第十四章:狭义相对论(大学物理II不要求)

一、狭义相对论的两条基本假设:

相对性原理:物理定律在所有惯性系中都具有相同的表达形式

光速不变原理:光在真空中的速度恒为c,与光源或观测者的运动状态无关.

洛伦兹变换

                                  

三、  同时是相对的:只有两事件同时、同地发生,在任何惯性系中一定同时发生。

四、长度收缩:

五、时间延缓:

六、  相对论力学:

,   ,  

第十五章:场的量子性

一、普朗克能量子假设:提出了能量是不连续的新思想,实验依据:黑体辐射

二、爱因斯坦的光子理论:

1、爱因斯坦假设提出了:“光具有粒子性”的新思想,实验证据:光电效应

2、   光的本性:光同时具有波、粒二象性。波、粒二象性联系:

1)光子能量:

2)动量:   

3、             

三、玻尔理论:    

1、玻尔假设:P325(1)在原子系统的设想的可能运动状态中存在着所谓的“稳定态”。在这些状态中,粒子的运动中虽然在很大程度上遵守经典力学规律,但这些状态的独特的稳定性不能用力学来解释,原子系统的每个变化只能从一个稳定态完全跃迁到另一种稳定态;
(2与经典电磁理论相反,稳定原子不发生辐射,只有在两个定态之间间跃迁才产生电磁辐射。辐射的特性相当于以恒定频率作谐振动的带电粒子按经典规律产生的辐射,但频率v与原子的运动不是单一关系,而是由下面的关系来决定:hv=E´-E〃。

(1).   

(2).    

(3).   

2  

 其中:  赖慢系: 

巴耳末系:  可见光区

四、德波罗依假设:实物粒子同时具有波、粒二象性,波、粒二象性联系:

 

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