半导体物理4单元演示文稿.pptVIP

* 思考题 1、根据散射的物理模型，说明为什么电离杂质使Ge、Si等元素半导体的迁移率随温度按照关系μ∝T3/2变化，而晶格振动散射使迁移率按照关系μ ∝T-3/2 变化？ 2、什么是声子，它在半导体材料的电导中起什么作用？ 3、半导体的电阻温度系数是正的或是负的，为什么？ 4、有一块本征半导体样品，请定性说明增加其电导率的两个过程。 * 5、强电场作用下，迁移率的数值与场强E有关，这时欧姆定律是否仍然正确？为什么？ 6、光学波散射和声学波散射的物理机制有何区别？各在什么样的晶体中起主要作用？ 7、本征Ge和Si材料中，载流子迁移率随温度增加如何变化？ 8、电导有效质量、状态密度有效质量有何区别？它们与电子的纵有效质量、横有效质量是什么关系？ * 5、强电场作用下，迁移率的数值与场强E有关，这时欧姆定律是否仍然正确？为什么？ 6、光学波散射和声学波散射的物理机制有何区别？各在什么样的晶体中起主要作用？ 7、本征Ge和Si材料中，载流子迁移率随温度增加如何变化？ 8、电导有效质量、状态密度有效质量有何区别？它们与电子的纵有效质量、横有效质量是什么关系？ * 9、如右图所示，说明μ-T曲线的变化规律。并解释： （1）在什么温度范围内电离杂质散射起主要作用？ （2）为什么两根曲线在极低温下分开，在高温下趋于一致？ * * 10、工厂中在非恒温环境下测量超纯硅的室温电阻率时，发现总是夏天低，冬天高，请解释其原因，说明与右图电阻率－温度关系曲线是否矛盾？为什么？ T/℃ * 11、解释右图的曲线簇为什么在低温时发散，高温时集中？ * 12、解释右图的曲线Ⅰ、Ⅱ那条对应的掺杂浓度高？ * 13、有两块不同纯度的n-Si单晶体A、B，测得其电导迁移率与温度的关系如右图所示。解释曲线变化趋势的内在物理机制，说明由曲线上迁移率极大值对应的温度如何判断样品的纯度？ * 14、简述下图中杂质半导体材料电阻率－温度曲线变化趋势的内在物理机制（分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区域讨论）。 * 15、对于仅含一种杂质的锗样品，如果要确定其载流子符号、浓度、迁移率和有效质量，应进行那些测量？ 16、解释多能谷散射如何影响材料的导电性？ 17、有四块Si半导体样品，除掺杂浓度不同外，其余条件均相同。根据下列所给数据判断那块样品电阻率最大？那块样品的电阻率最小？ （1）NA=1.2×1013cm-3， ND=8×1014cm-3 （2）NA=8×1014cm-3， ND=1.2×1015cm-3， （3）NA=4×1014cm-3， （4） ND=4×1014cm-3 * 18、定性解释下图中（a）、（b），并根据（a）、（b）绘出曲线（c）。设材料为n型掺杂。 * 19、为什么要引入热载流子概念？热载流子和普通载流子有什么区别？ 20、以GaAs为例说明什么是负微分电导现象？ 21、写出波尔兹曼方程，并解释方程中每一项的物理意义。说明在说明条件下可以使用驰豫时间近似。 * 22、为什么荡畴区电场降低到小于Ea时，畴区电荷不在增加，而处于稳定状态？根据右图说明耿氏振荡的物理机制。 * 23、设T＝300k，Ge中电子具有热能为k0T，相应的热运动速度用Eth＝（1/2）m0Vth2计算。若电子位于场强为10V/cm的电场中，说明此时电子的漂移速度小于热运动速度。若电子置于104V/cm的电场中，用同样的迁移率数值，计算载流子漂移速度的变化，与热运动速度比较，讨论强电场对真实迁移率的影响。