半導體物理

本書針對半導體材料與器件的發展趨勢,有必要向讀者介紹新型半導體材料相關的知識和基本工作原理,以介紹基本物理概念為主,儘量避免複雜的數學推導和過分細緻的器件細節,並儘可能多地利用量子力學知識分析、解釋半導體材料和器件涉及的物理原理。本書內容較廣,適合於本科生、研究生以及相關研究人員參考。

第1章 量子力學初步

1.1 量子力學的誕生

1.2 物質波

1.3 力學量算符與薛定諤方程

1.4 定態波函數

1.5 波函數的性質

1.6 歸一化波函數

1.7 波函數的統計解釋——勞厄(Lauer)衍射公式

1.8 求解定態問題的步驟

1.9 定態問題實例

1.10 測不準原理

1.11 電子的自旋

1.12 簡諧微擾量子躍遷幾率

1.13 泡利不相容原理

第2章 半導體材料的成分與結構

2.1 半導體材料的導電能力

2.2 半導體的晶體結構

2.3 倒格矢

2.4 晶體結構的測量

2.5 常見半導體的晶體結構

第3章 晶體中電子的能帶

3.1 能級分裂與能帶的形成

3.2 量子力學處理

3.3 能帶圖的表示方法

3.4 晶體中電子的運動

3.5 電子的經典近似

3.6 外力與波矢的關係

3.7 電子的加速度及有效質量

3.8 能帶填充情況與電流

3.9 金屬、半導體、絕緣體

3.10 空穴

3.11 硅、鍺和砷化鎵的能帶特點

3.12 半導體材料中的雜質和缺陷能級

3.13 化合物半導體中的雜質能級

3.14 施主、受主的類氫模型

3.15 各種因素對禁帶寬度的影響

第4章 半導體中的電子統計分佈

4.1 狀態密度

4.2 費米一狄拉克分佈

4.3 本徵半導體與非本徵半導體

4.4 只含一種雜質的半導體

4.5 飽和電離區的範圍

4.6 費米能級與摻雜濃度的關係

4.7 簡併半導體

4.8 雜質補償

4.9 圖解法確定費米能級

第5章 半導體中的電荷輸運現象

5.1 電導現象

5.2 晶格振動與聲子

5.3 一維雙原子品格的振動

5.4 三維晶體中的晶格振動

5.5 一維晶格原子振動的能量

5.6 聲子的統計分佈

5.7 載流子的散射

5.8 多能谷下的電導率

第6章 半導體材料的物理現象

6.1 霍耳效應

6.2 磁電阻效應

6.3 半導體磁敏二極管

6.4 巨磁阻(GMR)與超巨磁阻(CMR)

6.5 表面光電壓

6.6 光磁電效應

6.7 耿氏效應

6.8 半導體的熱效應

6.9 熱導率

6.10 半導體的熱電、電熱效應

……

第7章 半導體材料的光學性質

第8章 非平衡載流子

第9章 半導體中的接觸現象

第10章 半導體表面與界面

第11章 半導體電子器件

第12章 半導體光電器件

第13章 異質結、量子阱和超晶格

第14章 低維繫統中電子的狀態

參考文獻 ^[1]