
作者:沈为民
页数:236
出版社:清华大学出版社
出版日期:2016
ISBN:9787302439318
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内容简介
随着半导体材料工艺日趋成熟,新的固态电子器件因材料质量的提高和对材料物理的深入研究而不断出现。固态电子器件是现代集成电路的基础,它还广泛应用于其他各领域,如光纤通信、固体成像、微波通信等。本书介绍固体电子学的基础理论,主要涉及固体物理和半导体物理的基础知识,包括晶体的结构、晶体的结合、晶格振动、晶体缺陷、能带理论、半导体中的载流子、pn结、固体表面及界面接触现象、半导体器件原理、固体的光学性质与光电现象等内容。
作者简介
沈为民,中国计量大学教授,校教学名师,浙江省优秀教师。1982年本科毕业于杭州大学(现合并到浙江大学)物理系,1989年研究生毕业于南开大学电子系。主要研究方向为光电测量、光纤传感、半导体光电等,先后主持或参加完成杭州市重大科研项目、浙江省自然科学基金项目、浙江省重大科技项目、国家863项目、973项目等。负责的电子科学与技术专业被列入浙江省重点专业、浙江省特色专业、教育部卓越工程师计划专业,负责的《光电信息专业实验》为省精品课程。主持完成浙江省高等教育教学改革项目、教育部教指委第一类课题、浙江省高教学会研究项目等。现为全国高校光学教学研究会副理事长、教育部评估中心(中国工程教育认证协会)专业认证专家。
本书特色
全书共分8章。1-3章介绍固体物理的基本知识,内容有:晶体结构、晶体结合、晶体生长、确定晶体结构的方法;晶格振动形成格波的特点、声子的概念及声子谱的测量方法;晶体缺陷的主要类型;能带理论的基础知识,包括金属中的自由电子模型,晶体电子的波函数与能带结构的特点,有效质量、空穴的概念,以及实际晶体能带结构举例。4-8章介绍半导体材料与器件特性,内容有:载流子浓度、迁移率、电导率的计算,漂移运动与扩散运动,非平衡载流子,连续性方程;pn结的形成与能带图、电流电压特性、电容、击穿;固体表面态的基本概念,表面电场效应,金属与半导体的接触,mis结构的电容—电压特性;半导体器件的基本原理,包括二极管、双极型晶体管、场效应晶体管,半导体集成器件和微细加工技术简介。固体的光学常数及实验测量,光吸收,光电导,光生伏特效应及太阳电池,半导体发光及发光二极管等。
目录
目录第1章晶体的结构和晶体的结合1.1晶体的特征与晶体结构的周期性1.1.1晶体的特征1.1.2晶体结构的周期性1.1.3原胞与晶胞1.1.4实际晶体举例1.2晶列与晶面倒格子1.2.1晶列1.2.2晶面1.2.3倒格子1.3晶体结构的对称性晶系1.3.1物体的对称性与对称操作*1.3.2晶体的对称点群1.3.3晶系 *1.3.4准晶体 *1.4确定晶体结构的方法1.4.1晶体衍射的一般介绍1.4.2衍射方程1.4.3反射公式1.4.4反射球1.5晶体的结合1.5.1离子性结合1.5.2共价结合1.5.3金属性结合1.5.4范德华结合*1.6晶体生长简介1.6.1自然界的晶体1.6.2溶液中生长晶体1.6.3水热法生长晶体1.6.4熔体中生长晶体1.6.5硅、锗单晶生长习题1第2章晶格振动和晶体的缺陷2.1晶格振动和声子2.1.1一维单原子晶格的振动2.1.2周期性边界条件2.1.3晶格振动量子化声子 *2.2声学波与光学波2.2.1一维双原子晶格的振动2.2.2声学波和光学波的特点*2.3格波与弹性波的关系2.4声子谱的测量方法2.5晶体中的缺陷2.5.1点缺陷2.5.2线缺陷2.5.3面缺陷习题2第3章能带论基础3.1晶体中电子状态的近似处理方法3.1.1单电子近似3.1.2周期性势场的形成3.2金属中的自由电子模型3.2.1无限深势阱近似——驻波解3.2.2周期性边界条件——行波解3.2.3能态密度*3.2.4费米球3.3布洛赫定理3.3.1布洛赫定理的表述*3.3.2布洛赫定理的证明3.3.3布洛赫函数的意义3.4克龙尼克才四赡P3.4.1求解3.4.2讨论3.4.3能带结构的特点*3.5能带的计算方法3.5.1准自由电子近似*3.5.2布洛赫函数的例子3.5.3紧束缚近似3.6晶体的导电性3.6.1电子运动的速度和加速度有效质量3.6.2电子导电和空穴导电3.6.3导体、半导体和绝缘体的区别*3.7实际晶体的能带3.7.1回旋共振和有效质量3.7.2硅和锗的能带结构3.7.3砷化镓的能带结构习题3第4章半导体中的载流子4.1本征半导体与杂质半导体4.1.1本征半导体4.1.2杂质半导体4.1.3杂质电离能与杂质补偿4.2半导体中的载流子浓度4.2.1费米分布函数4.2.2平衡态下的导带电子浓度和价带空穴浓度4.2.3本征载流子浓度与费米能级4.2.4杂质充分电离时的载流子浓度4.2.5杂质未充分电离时的载流子浓度*4.3简并半导体4.4载流子的漂移运动4.4.1迁移率4.4.2电导率*4.4.3霍耳(hall)效应4.5非平衡载流子及载流子的扩散运动4.5.1稳态与平衡态4.5.2寿命4.5.3扩散运动4.5.4连续性方程习题4第5章pn结5.1pn结及其能带图5.1.1pn结的制备5.1.2pn结的内建电场与能带图5.1.3pn结的载流子分布5.1.4pn结的势垒形状5.2pn结电流电压特性5.2.1非平衡pn结的势垒与电流的定性分析*5.2.2非平衡pn结的少子分布5.2.3理想pn结的电流电压方程5.3pn结电容5.3.1势垒电容5.3.2扩散电容5.3.3势垒电容的计算5.3.4扩散电容的计算5.4pn结击穿5.4.1雪崩击穿5.4.2隧道击穿(齐纳击穿)5.4.3热电击穿习题5第6章固体表面及界面接触现象6.1表面态6.1.1理想表面和实际表面6.1.2表面态6.1.3表面态密度6.2表面电场效应6.2.1外电场对半导体表面的影响6.2.2表面空间电荷区的电场、面电荷密度和电容6.2.3各种表面层状态6.2.4表面电导6.3金属与半导体的接触6.3.1金属和半导体的功函数6.3.2接触电势差和接触势垒6.3.3金属与半导体接触的整流特性6.3.4欧姆接触6.4mis结构的电容驳缪固匦6.4.1理想mis结构电容6.4.2理想mis结构的c瞯特性6.4.3功函数差及绝缘层中电荷对c瞯特性的影响*6.5异质结6.5.1异质结的分类6.5.2突变异质结的能带图6.5.3异质结的电流电压特性6.5.4半导体超晶格习题6第7章半导体器件基础7.1二极管7.1.1二极管的基本结构7.1.2整流二极管7.1.3齐纳二极管7.1.4变容二极管7.1.5肖特基二极管7.2双极型晶体管7.2.1bjt的基本结构7.2.2bjt的电流驳缪固匦7.3场效应晶体管7.3.1jfet7.3.2mosfet*7.3.3mesfet7.4半导体集成器件7.4.1集成电路的构成7.4.2微细加工技术习题7第8章固体光电基础8.1固体的光学常数8.1.1折射率与消光系数*8.1.2克拉末部肆尼克(kramers瞜ronig)关系*8.2光学常数的测量8.3半导体的光吸收8.3.1本征吸收8.3.2直接跃迁和间接跃迁8.3.3其他吸收过程8.4半导体的光电导8.4.1附加电导率8.4.2定态光电导及其弛豫过程8.4.3本征光电导的光谱分布8.4.4杂质光电导8.5pn结的光生伏特效应和太阳能电池8.5.1pn结的光生伏特效应8.5.2光电池的电流电压特性8.5.3太阳能电池及其光电转换效率8.6半导体发光8.6.1辐射跃迁8.6.2发光效率8.6.3电致发光激发机构8.6.4发光二极管(led)*8.6.5半导体激光器(ld)习题8附录a常用表附录bexcel在教学中的应用参考文献
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Article Title:《固体电子学导论-(第2版)》
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