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半导体物理学(刘恩科)第七版_完整课后题答案1-7章.pdf

半导体物理学(刘恩科)第七版_完整课后题答案1-7章.pdf
内容要点:
半导体物理学(刘恩科)第七版_完整课后题答案1-7章, 第一章习题 1.设晶格常数为 a 的一维晶格,导带极小值附近能量 Ec(k)和价带极大值附近能量 EV(k)分别为: Ec=02201220212022 36)(,)(3 m khmkhkEm kkhmkh V ????0m 。试求:为电子惯性质量, nmaak 314.0,1 ?? ? ( 1)禁带宽度 ; ( 2) 导带底电子有效质量 ; ( 3) 价带顶电子有效质量 ; ( 4)价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化 解:( 1) eVmkEkEEEkmdkEdkmkdkdEEckkmmmdkEdkkmkkmkVCgVVVc64.012)0()43(0,0600643038232430)(2320212102220202020222101202?????????????????????????????因此:取极大值处,所以又因为得价带:取极小值处,所以:在又因为:得:由导带:043222*83)2(1mdkEdmkkCnC ???? sNkkkpkpmdkEdmkkkkVnV/1095.7043)()()4(6)3(25104300222*11????????????????????所以:准动量的定义:2. 晶格常数为 0.25nm 的一维晶格,当外加 102V/m, 107 V/m 的电场时,试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。 解:根据: tkhqEf ???? 得qEkt ???? ?satsat137192821911027.810106.1)0(1027.810106.1)0(????????????????????????补充题 1 分别计算 Si( 100),( 110),( 111)面每平方厘米内的原子个数,即 原子面密度(提示:先画出各晶面内原子的位置和分布图) Si 在( 100),( 110)和( 111)面上的原子分布如图 1 所示: ( a) (100)晶面 ( b) (110)晶面 ( c) (111)晶面 补充题 2 一维晶体的电子能带可写为 )2c o s81c o s87()22 kakamakE ??? ?( , 式中 a 为 晶格常数,试求 ( 1)布里渊区边界; ( 2)能带宽度; ( 3)电子在波矢 k 状态时的速度; ( 4)能带底部电子的有效质量 *nm ; ( 5)能带顶部空穴的有效质量 *pm 解:( 1)由 0)( ?dkkdE 得 ank ?? ( n=0, ?1, ?2…) 进一步分析 ank ?)12( ?? , E( k)有极大值, 214221422142822/1083.7342232212414111/1059.92422124142110/1078.6)1043.5(224141100cmat omaaacmat omaaacmat omaa????????????????????????):():():( 222) makEMAX ??(ank ?2? 时, E( k)有极小值 所以布里渊区边界为 ank ?)12( ?? (2)能带宽度为222)() makEkEM INM A X ???((3)电子在波矢 k状态的速度 )2s i n41( s i n1 kakamadkdEv ??? ?? ( 4)电子的有效质量 )2c o s21( c o s222*kakamdkEdm n ???? 能带底部 ank ?2? 所以 mmn 2* ? (5)能带顶部 ank ?)12( ?? , 且 ** np mm ?? , 所以能带顶部空穴的有效质量 32* mmp ?半导体物理第 2 章习题 1. 实际半导体

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