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半导体材料工程-- 第2讲.pdf
半导体材料工程
第二讲 半导体物理基础（1）
能带和掺杂
主讲教师：兰爱东
从氢（H）到硅（Si ）
# of Electrons
1 2 3
Z Name 1s 2s 2p 3s 3p 3d Notation
1 H 1 1s1
2 He 2 1s2
3 Li 2 1 1s2 2s1
4 Be 2 2 1s2 2s2
5 B 2 2 1 1s2 2s2 2p1
6 C 2 2 2 1s2 2s2 2p2
7 N 2 2 3 1s2 2s2 2p3
8 O 2 2 4 1s2 2s2 2p4
9 F 2 2 5 1s2 2s2 2p5
10 Ne 2 2 6 1s2 2s2 2p6
11 Na 2 2 6 1 1s2 2s2 2p6 3s1
12 Mg 2 2 6 2 1s2 2s2 2p6 3s2
13 Al 2 2 6 2 1 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
14 Si 2 2 6 2 2 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2
15 P 2 2 6 2 3 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
16 S 2 2 6 2 4 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
17 Cl 2 2 6 2 5 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
18 Ar 2 2 6 2 6 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
硅原子（Silicon Atom ）
14 个电子占据三个能量壳层:
1s, 2s, 2p 轨道被10 个电子填满
3s, 3p轨道上有4 个电子
硅原子的杂化轨道
为降低总能量，3s 和3p 轨道杂化为4个正四面体3sp 轨道，
每个轨道上有一个电子，可以与相邻原子形成化合健，即有
四个价电子；
主要半导体的结构类型
金刚石(Diamand)和闪鋅矿(Zinc Blende)结构
Si 的晶体结构
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