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本書是微電子專業(yè)課程半導(dǎo)體物理學(xué)和電子器件的先導(dǎo)課程教材, 主要內(nèi)容融匯了量子力學(xué)和固體物理的相關(guān)知識, 將兩者有機(jī)地結(jié)合起來, 并增加了半導(dǎo)體物理學(xué)的初步知識。
書中涵蓋了量子力學(xué)的基本知識點(diǎn)和固體物理中的晶體結(jié)構(gòu)及能帶理論, 重點(diǎn)講解了量子理論的內(nèi)涵和量子力學(xué)方程的應(yīng)用。對半導(dǎo)體物理學(xué)中所要求掌握的理論物理知識進(jìn)行了全覆蓋。將量子力學(xué)理論與固體物理理論結(jié)合起來是本書的一大特點(diǎn)。
本書可作為高等院校微電子、電子、通信、自動化等相關(guān)專業(yè)的教材。

第 1章晶體結(jié)構(gòu) 1
11 半導(dǎo)體材料的特性 1
12 晶體結(jié)構(gòu) 1
121 晶體的共性 2
122 晶體的周期性 4
13 晶列、晶面、倒格子 9
131 基矢、晶胞 9
132 Miller指數(shù) 9
133 倒格子 12
134 布里淵區(qū) 15
14 晶體的對稱性 18
141 晶體的對稱操作 19
142 晶格結(jié)構(gòu)的分類 22
15 晶體的結(jié)合 23
151 晶體的結(jié)合力 24
152 金剛石結(jié)構(gòu)和共價(jià)結(jié)合 29
153 閃鋅礦結(jié)構(gòu)和結(jié)合性質(zhì) 30
154 纖鋅礦結(jié)構(gòu)和結(jié)合性質(zhì) 30
習(xí)題 31
第 2章量子理論基礎(chǔ) 34
21 經(jīng)典物理學(xué)的困難 34
211 黑體輻射 34
212 光電效應(yīng) 35
213 原子結(jié)構(gòu)的玻耳(Bohr)理論 36
22 波函數(shù)和薛定諤方程 37
221 薛定諤(Schrdinger)方程 37
222 波函數(shù)的性質(zhì) 39
223 量子力學(xué)基本理論 44
224 定態(tài)薛定諤方程 50
23 定態(tài)薛定諤方程的應(yīng)用 52
231 一維無限勢阱模型 52
232 一維有限勢阱模型 55
233 一維線性諧振子 57
234 勢壘貫穿 60
24 中心力場問題的薛定諤方程的求解 64
241 動量算符、角動量算符 64
242 電子在庫侖場中的運(yùn)動 67
25 微擾理論 70
251 非簡并微擾理論 70
252 簡并定態(tài)微擾 74
習(xí)題 78
第 3章能帶理論基礎(chǔ) 81
31 周期場中電子的波函數(shù)布洛赫函數(shù) 81
311 一維布洛赫定理的證明 82
312 三維布洛赫定理的證明 84
313 簡約布里淵區(qū) 85
32 一維分析近似 86
321 克龍尼克-潘納(Kronig-Penny)模型 86
322 近自由電子模型 89
323 緊束縛近似 94
324 導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的能帶論解釋 97
33 半導(dǎo)體中電子的運(yùn)動 102
331 半導(dǎo)體中的能帶和布里淵區(qū) 102
332 電子在能帶極值附近的近似E(k)-k關(guān)系和有效質(zhì)量 103
333 半導(dǎo)體中電子的平均速度、加速度 104
334 本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)、空穴 105
34 三維擴(kuò)展模型硅、鍺的能帶結(jié)構(gòu) 106
341 半導(dǎo)體能帶極值附近的能帶結(jié)構(gòu) 106
342 半導(dǎo)體能帶極值附近有效質(zhì)量的確定、回旋共振 107
343 Si、Ge的能帶結(jié)構(gòu) 107
35 Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu) 109
351 GaAs的能帶結(jié)構(gòu) 110
352 GaP晶體的能帶結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 110
353 GaAs1-xPx的能帶結(jié)構(gòu) 110
習(xí)題 111
第 4章半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷能級 113
41 半導(dǎo)體中的淺能級雜質(zhì) 113
411 半導(dǎo)體中的兩類雜質(zhì) 113
412 Ge和Si中的淺能級雜質(zhì) 114
413 Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體（GaAs、GaP等）中的淺能級雜質(zhì) 116
414 Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體（CdTe、ZnS等）中的淺能級雜質(zhì) 116
42 淺能級雜質(zhì)電離能的簡單計(jì)算 117
421 類氫模型 117
422 類氫模型的合理性 118
43 半導(dǎo)體中的雜質(zhì)補(bǔ)償效應(yīng) 119
431 雜質(zhì)的補(bǔ)償作用 119
432 強(qiáng)補(bǔ)償半導(dǎo)體的特殊性質(zhì) 120
433 重?fù)诫s效應(yīng) 120
44 半導(dǎo)體中的深能級雜質(zhì) 120
441 Ge和Si中的深能級雜質(zhì) 120
442 Ge和Si中的Au能級 121
443 Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體中的深能級雜質(zhì) 122
444 等電子陷阱 123
45 缺陷、位錯能級 124
451 半導(dǎo)體中的點(diǎn)缺陷能級 124
452 半導(dǎo)體中的位錯 125
習(xí)題 126
第 5章載流子的統(tǒng)計(jì)分布 128
51 電子的分布函數(shù) 128
511 F-D分布函數(shù) 128
512 M-B分布函數(shù) 130
52 半導(dǎo)體能帶極值附近的能態(tài)密度 132
521 k空間的狀態(tài)密度 132
522 半導(dǎo)體導(dǎo)帶底附近和價(jià)帶頂附近的狀態(tài)密度 135
523 熱平衡載流子濃度(非簡并半導(dǎo)體) 137
53 本征半導(dǎo)體中的載流子濃度 141
531 本征載流子濃度ni和pi 141
532 本征載流子濃度隨溫度的變化曲線圖 143
533 半導(dǎo)體器件的工作溫度范圍 143
54 非簡并摻雜半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和電荷 144
541 半導(dǎo)體中雜質(zhì)的電離情況 (非簡并情況) 144
542 n型非簡并半導(dǎo)體中的載流子濃度 145
543 補(bǔ)償半導(dǎo)體 149
544 利用摻雜半導(dǎo)體的載流子濃度與溫度的關(guān)系來確定器件工作溫區(qū) 153
55 簡并半導(dǎo)體 154
551 簡并半導(dǎo)體中的載流子濃度 154
552 簡并化條件 154
553 簡并化效應(yīng) 155
56 過剩載流子的注入與復(fù)合 155
561 非平衡載流子的產(chǎn)生 155
562 非平衡載流子的特性 156
563 非平衡載流子的壽命 157
564 準(zhǔn)費(fèi)米能級和非平衡載流子濃度 158
57 非平衡載流子的復(fù)合理論 159
571 非平衡載流子復(fù)合的機(jī)理 159
572 復(fù)合的分類 160
58 陷阱效應(yīng) 161
習(xí)題 162
第 6章半導(dǎo)體的輸運(yùn)性質(zhì) 164
61 載流子遷移率和半導(dǎo)體電導(dǎo)率 164
611 漂移電流和遷移率 164
612 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率 166
62 半導(dǎo)體中載流子的散射 166
621 載流子散射的概念 166
622 半導(dǎo)體中載流子遭受散射的機(jī)構(gòu) 167
623 晶格熱振動的規(guī)律 168
63 電阻率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系 170
631 電導(dǎo)率、遷移率與平均自由時(shí)間的關(guān)系 170
632 遷移率與雜質(zhì)濃度、溫度的關(guān)系 172
633 半導(dǎo)體電阻率及其與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系 173
634 四探針法測電阻率 173
64 半導(dǎo)體的Boltzmann輸運(yùn)方程 174
641 分析載流子輸運(yùn)的分布函數(shù)法 174
642 Boltzmann方程 175
643 Boltzmann輸運(yùn)方程的弛豫時(shí)間近似 176
644 半導(dǎo)體電導(dǎo)率的統(tǒng)計(jì)計(jì)算 176
645 球形等能面均勻半導(dǎo)體在弱電場和無溫度梯度時(shí)的電導(dǎo)率 177
65 強(qiáng)電場效應(yīng) 179
651 強(qiáng)電場/窄尺寸效應(yīng) 179
652 多能谷散射 181
66 載流子的擴(kuò)散運(yùn)動 183
661 載流子的擴(kuò)散運(yùn)動 183
662 擴(kuò)散電流 184
663 愛因斯坦關(guān)系式 184
67 半導(dǎo)體的磁阻效應(yīng) 185
671 半導(dǎo)體的Hall效應(yīng) 185
672 半導(dǎo)體的磁阻效應(yīng) 187
673 半導(dǎo)體的熱傳導(dǎo) 187
674 半導(dǎo)體的熱電效應(yīng) 188
675 半導(dǎo)體的熱磁效應(yīng) 190
習(xí)題 191
參考文獻(xiàn) 192

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