原子晶体中的电子和晶体中电子受势场作用情况以及运动情况有何不同

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-11-24 07:06 标签： 分子晶体和原子晶体
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半导体物理习题与问题
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第一章半导体中的电子状态-要点.ppt115页
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半导体物理 第一章
半导体中的 电子状态 主要内容 § 1.1 半导体的晶体结构和结合性质 § 1.2 半导体电子状态与能带 § 1.3 半导体电子运动 有效质量 § 1.4 半导体的导电机构 空穴 § 1.5 回旋共振 § 1.6 Si、Ge、GaAs的能带结构
一、晶体结构 理想晶体是由全同的结构单元在空间无限重复而构成的；
结构单元组成：单个原子（铜、铁等简单晶体）、多个原子或分子（NaCd2，1192个原子组成最小结构单元；蛋白质晶体的结构单元往往由上万个原子或分子组成）；
晶体结构用点阵来描述，在点阵的每个阵点上附有一群原子；
这样一个原子群成为基元；
基元在空间重复就形成晶体结构。
基元和晶体结构
晶胞与初基晶胞（原胞） 三维点阵的类型 闪锌矿晶体结构
纤锌矿晶体结构 § 1.2
半导体中的电子状态与能带 电子的共有化运动 ――原子组成晶体后，由于相邻原子的“相似”电子壳层发生交叠，电子不再完全局限在某一个原子上，可以由一个原子转移到相邻的原子上，因而，电子将可以在整个晶体相似壳层间运动，这种运动称为电子的共有化运动。 电子的共有化运动示意图 3. 能带的形成 两个原子靠近时，电子运动将重叠。这时泡利不相容原理不允许一个量子态上有两个电子存在，于是一个能级将分裂为2个能级 能带的形成
导带与价带间的能隙（Energy gap）称为禁带（forbidden band）.禁带宽度取决于晶体种类、晶体结构及温度。 能带中能量不连续, 当原子数很多时，导带、价带内能级密度很大，可以认为能级准连续 每个能带中的能级数目与晶体中的原子数有关 能带的宽窄由晶体的性质决定,
与所含的原子数无关 半导体（硅、锗）能带的特点： 半导体（硅、锗）能带的特点： 存在轨道杂化，失去
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[教材]思考题与自测题(固体电子学)
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第一章 半导体中的电子状态介绍.ppt87页
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第一章思考题与自测题： 原子中的电子和晶体中电子受势场作用情况以及运动情况有何不同？原子中内层电子和外层电子参与共有化运动有何不同？ 晶体体积的大小对能级和能带有什么影响？ 描述半导体中电子运动为什么要引入“有效质量”的概念？用电子的惯性质量描述能带中电子运动有何局限性？ 一般来说，对应于高能级的能带较宽，而禁带较窄，是否如此？为什么？ 有效质量对能带的宽度有什么影响？有人说：“有效质量愈大，能量密度也愈大，因而能带愈窄。”是否如此？为什么？ 简述有效质量与能带结构的关系？ 对于自由电子，加速反向与外力作用反向一致，这个结论是否适用于布洛赫电子？ 从能带底到能带顶，晶体中电子的有效质量将如何变化？外场对电子的作用效果有什么不同？ 试述在周期性势场中运动的电子具有哪些一般属性？ 以硅的本征激发为例，说明半导体能带图的物理意义及其与硅晶格结构的联系？为什么电子从其价键上挣脱出来所需的最小能量就是半导体的禁带宽度？ 为什么半导体满带中的少量空状态可以用具有正电荷和一定质量的空穴来描述？ 有两块硅单晶，其中一块的重量是另一块重量的二倍。这两块晶体价带中的能级数是否相等？彼此有何联系？ 说明布里渊区和k空间等能面这两个物理概念的不同。 第一章 习题 1、2. P35
习题1、2 3.已知一维晶体的电子能带可写成： 式中a是晶格常数，试求： （1）能带宽度的表达式。 （2）电子在波矢k状态时的速度表达式。 4.右图为能量曲线E k 的形状，试回答： （1）在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个带中，哪一个带的电子有效质量数值最小？ （2）考虑Ⅰ、Ⅱ两个带充满电子，而第Ⅲ个带全空的情况，如果少量电子进入第Ⅲ个带，
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