【2017年整理】固体物理复习题.docVIP

第七章 1．直接带隙半导体与间接带隙半导体的区别，以及它们光吸收的特征。 导带边和价带边处于k空间相同点的半导体通常被称为直接带隙半导体（竖直跃迁，）。电子要跃迁到导带上产生导电的电子和空穴（形成半满能带）只需要吸收能量，不需要改变动量，直接带隙半导体电子跃迁时不需要释放或吸收声子直接带隙半导体更容易跃迁k空间不同点的半导体通常被称为间接带隙半导体。形成半满能带不只需要吸收能量，还要改变动量。单纯吸收光子不能使电子由价带顶跃迁到导带底，电子在吸收光子的同时伴随着吸收或者发出一个声子。非竖直跃迁过程中，光子提供电子跃迁所需的能量，声子提供跃迁所需的动量。非竖直跃迁是一个二级过程，发生几率比起竖直跃迁小得多 2．何为浅能级杂质的类氢模型？其主要结论是什么？ 束缚能很小，对于产生电子和空穴特别有效，施主或受主的能级非常接近导带或价带，称浅能级杂质 优点：基本上能够解释浅能级杂质电离能的小的差异，计算简单。缺点：没有反应出杂质原子的影响。只有电子轨道半径较大时，该模型才较适用 3．何为施主？何为受主？它们的能级处在什么位置？ 施主：杂质在带隙中提供带有电子的能级，能级略低于导带底的能量； 受主：杂质提供带隙中空的能级，电子由价带激发到受主能级要比激发到导带容易的多。 4．为什么通常情况下，半导体中的电子和空穴都可应用波耳兹曼统计？ 半导体常见的是费米能级EF位于禁带之中，并且满足： E-– EF kBT或 EF – E+ kBT的条件，导带电子在倒带各能级的分布几率： 由于E– EF E-– EF kBT,则分母中指数项远大于1，因此近似有 这表明导带中电子很接近经典的玻尔兹曼分布，因此对于价带或导带中的所有量子态，电子和空穴都可以用玻耳兹曼统计分布描述。 5．本征半导体与杂质半导体的异同，定性说明杂质半导体中载流子浓度随温度变化的规律，载流子浓度受哪些因素影响？ 6．多子、少子、本征载流子，平衡半导体中这三者浓度有何联系？ 7．定性说明半导体的电导率与温度的关系及其原因。 8．何为非平衡载流子，非平衡载流子运动有什么特点？ 外界作用（光、电、高能粒子幅度辐射、热注入等）使半导体中载流子的分布偏离了平衡态分布，称这些偏离平衡分布的载流子为过剩载流子，也称为非平衡载流子。非平衡载流子的扩散是一种重要的运动形式 9．N型、P型和本征半导体的费米能级位于什么位置，定性说明PN结空间电荷区的形成，整流特性。 掺杂的N型半导体材料，在杂质激发的载流子范围，电子的浓度远远大于空穴的浓度，费密能级在带隙的上半部，接近导带. P型半导体材料中，费密能级在带隙的下半部，接近价带 第八章 1．自由原子的磁矩由哪几部分组成？它们与角动量有什么关系？在外磁场方向的分量可能值是什么（塞曼分裂）？ 轨道磁矩： 电子的轨道磁矩为： 联系轨道磁矩与轨道角动量之间的比值： 为普适常数，称电子轨道运动回磁比。 磁矩的方向角动量方向是相反的。轨道角动量在外磁场方向的可能分量是量子化的。 轨道磁矩在外磁场方向的可能分量是量子化的。 自旋磁矩 ——电子自旋角动量， ——旋磁因子 s——自旋量子数，单电子s=1/2 自旋角动量在外磁场方向的可能分量是量子化的。 ms——自旋磁量子数，单电子只能取二个 值 自旋磁矩在外磁场方向的可能分量是量子化的。 L-S耦合（自旋-轨道耦合） 2．何为L-S耦合？在L-S耦合下，原子的总磁矩如何决定？ 4．物质普遍存在抗磁性的原因是什么？为什么许多物质宏观上并不表现出来？什么样的电子结构宏观上才表现出抗磁性？抗磁磁化率主要受什么影响(随原子序数的增大而增大)？ a产生抗磁性的原因——拉摩旋进(在轨道上旋转运动的电子放在磁场中,将像在重力场中的旋转舵螺作旋进运动 。