附加题31首先要了解固体的光学特性常规看来带能差Eg小于.PDFVIP

附加题3 1 首先要了解固体的光学特性，常规看来，带能差（Eg ）小于4eV ，定义为半导体。 能带差也可以描述为“光带边”，阻碍光子激发电子从价带到传导带。 * （hc/λ=E =E ） hv g 在这个题目中： 光带边为4140Å ，表明日光（太阳光）光谱中所有λ小于4140Å 的光都被吸收，所有λ 大于4140Å 的光都被传播。可见光光谱通常被认为是从4000到大约8000Å （有的书上认为是 从4200到7200Å ）。不管是那种定义，波长为4140Å 的光接近于紫外光，在紫外光的边上。 这表明固体在本质上对可见光辐射是透明的，传播的光带点橙色，表明物质中不带杂质或者 瑕疵，能够提供电子跃迁，而非价电子能带到导电能带的传播。 2 要回答这个问题的局限同上题。假定一个没有瑕疵的纯固体，颜色由非价电子能带到导 电能带的传播控制。呈绿色的固体在传播的光中将吸收红色光（剩下黄色－绿色－蓝色－绿 色）。绿中所带的蓝色的多少取决于红光截止位置。如果光带边在红色的中间， * λ ±6500 Å，得到E ： g E ＝1.9eV g 3 两种化合物都属于lll －V 型，是杂化的并形成坚硬如钻石的结构，可以归于半导体类。 AlN ΔEN = 1.43 ，元素的共价半径很小，ΔEN很大，键（极性共价）很强－半 导体通常被认为有很大的能带差（很可能透明） GaSb ΔEN = 0.24 ，元素的共价半径比AlN 大很多，离子力对键的影响很小，这个半 导体被认为比AlN 的能带差小。 （AlN ，E ＝3.8eV，GaSb，E ＝0.8eV ） g g 4 （a ）Na （filled，充满） 3s 价带是半充满的，电子能够获得额外增加的能量并运动（导体）。 （b ） Mg （empty，空； filled ，充满） 5 考虑到只有电子转移，对这三个物质回答的原则一致：没有限制。但是改变（λ＝hc/E ）， 什么是能够通过一个物质重播的最低辐射能？这个问题是有意义的，发射光不被吸收时的截 截止波长是我们关注的。吸收意味着能量被传递到一个电子。只有当E （光子）≥ΔE 时这 个传递才发生。临界能量（E ＝hv ＝hc/λ）由能差值Eg 给出： （a ） Si: E = 1.1eV=1.1×1.6×10-19J= 1.76×10-19 J ＝hc/λ g λ -19 -6 临界＝hc/ （1.76×10 ）＝1.13×10 m ＝1.13 μm （b ） Ge ： E = 0.7eV=1.12×10-19J g λ -6 临界＝1.77×10 m ＝1.8 μm （c ） GaAs ： E = 1.43eV=2.29×10-19J g λ临界＝0.87×10-6m ＝0.87 μm 6 非本征半导体是一种掺杂的半导体，能够促使移动的电荷载体、电子到导电能带（n －型） 或者空洞到价电子能带（p －型）。本征半导体没有掺杂。 7 这个题目可以通过确定（a ）50g Si 的体积以及（b ）3mg ＝3×10-3g P 中P