半导体物理简单名词解释
半导体物理名词解释
半导体物理名词解释1.单电子近似：假设每个电子是在周期性排列且固定不动的原子核势场及其他电子的平均势场中运动。
该势场是具有与晶格同周期的周期性势场。
2.电子的共有化运动：原子组成晶体后，由于电子壳层的交叠，电子不再完全局限在某一个原子上，可以由一个原于转移到相邻的原子上去，因而，电子将可以在整个晶体中运动。
这种运动称为电子的共有化运动。
3.允带、禁带： N个原子相互靠近组成晶体，每个电子都要受到周围原子势场作用，结果是每一个N度简并的能级都分裂成距离很近能级，N个能级组成一个能带。
分裂的每一个能带都称为允带。
允带之间没有能级称为禁带。
4.准自由电子：内壳层的电子原来处于低能级，共有化运动很弱，其能级分裂得很小，能带很窄，外壳层电子原来处于高能级，特别是价电子，共有化运动很显著，如同自由运动的电子，常称为“准自由电子”，其能级分裂得很厉害，能带很宽。
6.导带、价带：对于被电子部分占满的能带，在外电场的作用下，电子可从外电场中吸收能量跃迁到未被电子占据的能级去，形成了电流，起导电作用，常称这种能带为导带。
下面是已被价电子占满的满带，也称价带。
8.（本证激发）本征半导体导电机构：对本征半导体，导带中出现多少电子，价带中相应地就出现多少空穴，导带上电子参与导电，价带上空穴也参与导电，这就是本征半导体的导电机构。
9.回旋共振实验意义：这通常是指利用电子的回旋共振作用来进行测试的一种技术。
该方法可直接测量出半导体中载流子的有效质量，并从而可求得能带极值附近的能带结构。
当交变电磁场角频率W等于回旋频率Wc时，就可以发生共振吸收，Wc=qB/有效质量10.波粒二象性，动量，能量P=m0v E=12P2m0P=hk1.间隙式杂质：杂质原子位于晶格原子间的间隙位置，称为间隙式杂质。
2.替位式杂质：杂质原子取代晶格原子而位于晶格点处，称为替位式杂质。
3.施主杂质与施主能级：能够释放电子而产生导电电子并形成正电中心。
它们称为施主杂质或n型杂质。
物理学中的半导体物理
物理学中的半导体物理半导体物理是物理学中一个重要的分支领域。
半导体是指导电性介于导体和绝缘体之间的物质，如硅、锗等。
半导体物理主要研究半导体中电子、空穴、晶粒界、杂质等的运动规律，以及半导体器件的物理原理和工艺。
一、半导体的电子结构在半导体中，电子的能级分布呈现出带状结构。
价带是最高的能级，其上的电子分布较密集，其下则空缺较多。
导带是次高的能级，通常情况下是空的，其上可以沿导电路径运动的电子较少，这就是半导体的导电性能比较差的原因。
在晶体中，除了原子核外，每个原子周围都有电子层，这个层次本来就不完整，因此缺少一个或几个外层电子，会在附近的原子间共享电子，形成化学键，从而构成了半导体中的基本单体。
当加热或用其他方法提高温度时，原子处于激发态。
激发态原子会获得足够的能量跃迁到价带或者导带。
二、掺杂对半导体的影响为了改变半导体的导电性能，需要掺杂。
这种掺杂是指半导体中的原子被替换或注入其他原子。
这种替换或注入工艺被称为掺杂工艺。
常见的掺杂工艺有两种：第一种是在生长晶体时就把其他元素加入（挂接）进去，形成所谓的掺杂粒子（常见的有磷、硼、硅等）；第二种是用能量较大的加速器轰击半导体，将半导体表面的部分原子轰击掉，然后在其上面注入掺杂粒子，这种工艺被称为离子注入。
掺杂后，半导体的导电性能会有所变化，通常是导电性能增强。
这是因为所掺入的粒子在半导体中形成的杂质电子能够在温度高于绝对零度时，跃迁到导带中从而激发出分子运动。
三、半导体器件的物理原理半导体器件是基于半导体物理原理设计和制造的设备。
半导体器件种类繁多，其中比较常见的有二极管、场效应管、晶体管、太阳能电池等。
二极管是一种基本的电子器件，通常由两个半导体晶体（一个是P型半导体，一个是N型半导体）组成。
二极管的基本原理是，当二极管两端施加正向电压时，P-N结通过夺电子-空穴复合放出能量，所以电流可以通过；当两端施加反向电压时，P-N结处形成一个反向电势，这时电流将不能通过。
半导体物理(名词解释)
共有化运动:在半导体中，由于原子之间的相互作用，电子不再局限于某个原子，而是可以在整个晶体中自由运动的现象能带特点：分裂的每一个能带称为允带。
允带间的能量范围称为禁带内层原子受到的束缚强，共有化运动弱，能级分裂小，能带窄，外层原子受束缚弱，共有化运动强，能级分裂明显，能带宽价带是指晶体中最低能量的，能带其中的电子通常被束缚在原子或分子中，不能自由移动导带是指晶体中能量较高的，能带其中的电子可以自由移动并参与导电禁带是指晶体中价带和导带之间的能量区域，其中不存在允许的电子能量状态允带是指晶体中允许电子存在的能量状态所组成的能带本征激发：价带上的电子被激发成为准自由电子，即价带电子激发成为导带电子的过程有效质量体现了晶格周期性势场的影响能带底部的有效质量大于零，能带顶部的有效质量小于零有效质量具有方向性能带宽，有效质量小，能带窄，有效质量大空穴:半导体中，由于电子的运动而形成的空位满带中的电子不导电施主杂质:为半导体材料提供导电电子的杂质受主杂质:为半导体材料提供导电空穴的杂质杂质电离:价电子脱离杂质原子成为自由电子的过程施主能级：被失主杂质束缚的电子的能量状态（多余电子的杂质能级）受主能级:被受主杂质所束缚的空穴的能量状态(多余空穴的杂质能级)N型半导体:依靠导带电子导电的半导体P型半导体:依靠空穴导电的半导体浅能级杂质:施主或受主能级离导带底或价带顶很近,杂质电离能很小深能级杂质:杂质电离能大,施主能级远离导带底,受主能级远离价带顶。
杂质的补偿作用：半导体中同时存在施主杂质和受主杂质时，施主杂质和受主杂质之间有相互抵消的作用ND＞NA，ND-NA为有效施主浓度ND＜NA，NA-ND为有效受主浓度弗伦克尔缺陷:间隙，原子和空位是成对出现的肖特基缺陷:只在晶体内形成空穴而无间隙原子空穴和替位原子都是点缺陷位错是线缺陷状态密度:在能带中能量E附近，每单位能量间隔内的量子态数有效质量大的能带状态密度大费米分布函数f（E）:描述每个量子态被电子占据的几率随E的变化，f（E）＝1/［1+exp（（E-EF）/k0T）］费米能级EF是系统的化学势：指温度为绝对零度时固体能带中充满电子的最高能级载流子的复合:电子从高能量的量子态跃迁到低能量的量子态，并向晶格放出一定能量，从而使导带中的电子和价带中的空穴不断减少热平衡状态:在一定的温度下，电子从低能量的量子态跃迁到高能量的量子状态及电子从高能量的量子态跃迁到低能量的量子态这两个相反过程之间建立起动态平衡。
半导体物理中的名词解释
半导体物理中的名词解释引言半导体物理是研究半导体材料与器件特性及其应用的学科领域。
在这个领域中，涉及了许多专有名词和概念。
本文将对部分半导体物理中的名词进行解释，帮助读者更好地理解和掌握半导体物理的基础知识。
1. 半导体半导体是指在温度较低时具有介于导体和绝缘体之间电导率的物质。
其导电性能可以通过外加电场或温度的改变而变化。
在半导体中，电子的能带结构起着关键作用。
常见的半导体材料包括硅和锗。
2. 能带能带是描述电子能量状态的概念，常见的有价带和导带。
价带是较低能量的电子能级，而导带是较高能量的电子能级。
能带间的能隙是指两个能带之间的能量差异。
3. 底带和势垒底带是指位于能量较低的束缚态能级，例如价带。
势垒是指在能带之间建立的电势差。
在半导体中，势垒可以通过外加电场或杂质掺入来调节。
4. 载流子载流子是指在半导体中参与电荷输运的粒子，包括电子和空穴。
电子的运动带负电荷，而空穴则带正电荷。
在半导体中，载流子的浓度和运动性质对于电导率至关重要。
5. 禁带宽度和掺杂禁带宽度是指价带和导带之间的能隙。
掺杂是通过引入杂质来改变半导体的导电性能。
掺杂可以分为n型和p型掺杂，分别引入电子和空穴作为载流子。
6. PN结和二极管PN结是指将n型半导体和p型半导体相接触形成的结构。
PN结具有整流特性，发挥了二极管的作用。
当正向偏置时，电流可以流过结；而反向偏置时，电流则被阻塞。
7. MOS结和场效应晶体管MOS结是指金属氧化物半导体结。
它是指在绝缘体上形成金属-氧化物-半导体结构。
MOS结构被广泛应用于场效应晶体管中。
场效应晶体管是一种控制门电压来调节电流的半导体器件。
8. 肖特基结和肖特基二极管肖特基结是一种由金属和半导体形成的结。
肖特基结具有快速开关特性和低电压降，被用于高频和高速电子器件。
肖特基二极管是利用肖特基结制成的二极管。
9. 光电效应和光电二极管光电效应是指当光照射到半导体材料时，激发电子从价带跃迁到导带的现象。
半导体物理之名词解释
1.迁移率 参考答案：单位电场作用下，载流子获得的平均定向运动速度，反映了载流子在电场作用下的输运能力，是半导体物理中重要的概念和参数之一。
迁移率的表达式为：*q mτμ=可见，有效质量和弛豫时间（散射）是影响迁移率的因素。
影响迁移率的主要因素有能带结构（载流子有效质量）、温度和各种散射机构。
n pneu peu σ=+2.过剩载流子 参考答案：在非平衡状态下，载流子的分布函数和浓度将与热平衡时的情形不同。
非平衡状态下的载流子称为非平衡载流子。
将非平衡载流子浓度超过热平衡时浓度的部分，称为过剩载流子。
非平衡过剩载流子浓度：00,n n n p p p ∆=-∆=-，且满足电中性条件：n p ∆=∆。
可以产生过剩载流子的外界影响包括光照（光注入）、外加电压（电注入）等。
对于注入情形，通过光照或外加电压（如碰撞电离）产生过剩载流子：2i np n >，对于抽取情形，通过外加电压使得载流子浓度减小：2i np n <。
3. n 型半导体、p 型半导体N 型半导体：也称为电子型半导体.N 型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体.在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷）,使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N 型半导体.在N 型半导体中,自由电子为多子,空穴为少子,主要靠自由电子导电.自由电子主要由杂质原子提供,空穴由热激发形成.掺入的杂质越多,多子（自由电子）的浓度就越高,导电性能就越强.P 型半导体：也称为空穴型半导体.P 型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体.在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼）,使之取代晶格中硅原子的位子,就形成P 型半导体.在P 型半导体中,空穴为多子,自由电子为少子,主要靠空穴导电.空穴主要由杂质原子提供,自由电子由热激发形成.掺入的杂质越多,多子（空穴）的浓度就越高,导电性能就越强. 4. 能带当N 个原子处于孤立状态时，相距较远时，它们的能级是简并的，当N 个原子相接近形成晶体时发生原子轨道的交叠并产生能级分裂现象。
半导体物理名词解释
第一章(1)晶态:固体材料中的原子有规律的周期性排列,或称为长程有序。
(2)非晶态:固体材料中的原子不是长程有序地排列,但在几个原子的范围内保持着有序性,或称为短程有序。
(3)准晶态:介于晶态和非晶态之间的固体材料,其特点是原子有序排列,但不具有平移周期性。
(4)单晶:原子呈周期性排列的晶体。
(5)多晶:由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的固体材料。
(6)原子价键:主要的原子价键有共价键、离子键、π键和金属键。
(7)共价键与非极性共价键:共价键是相邻原子间通过共用自旋方向相反的电子对电子云重叠)与原子核间的静电作用形成的,成键的条件是成键原子得失电子的能力相或是差别较小,或者是成键原子一方有孤对电子(配位体),另一方有空轨道(中心离如果相邻原子吸引电子的能力是一样的,则共用电子对不会发生偏移,这样的共价就是非极性共价键。
共价键的数目遵从8-N原则(8)空穴:光激发或热激发等激发因素会使原子键断裂而释放出电子,在断键处少掉1个电子,等效于留下一个带(+q)电量的正电荷在键电子原来所在的位置,这就是空穴（9）半导体的载流子:有两种载流子,带负电的电子和带正电的空穴。
（10)基态:在0K下,半导体中的电子空穴对产生之前的固体所处的状态。
（11）激发态:电子空穴对产生之后的固体所处的状态（12）光激发:光照产生电子空穴对的过程。
第二章(1)量子:热辐射的粒子形态。
(2)德布罗意波长:普朗克常量与粒子的动量p的比值。
(3)海森伯堡测不准原理:对于同一粒子,不可能同时确定其坐标和动量。
(4)量子化能级:束缚态粒子的分立的能级。
(5)波粒二象性:微观粒子有时表现为波动形态,而电磁波有时表现为粒子形态。
(6)光生载流子:光照产生的载流子。
(7)热生载流子:热激发产生的载流子(8)半导体能带结构:分为E-k图和E-x图。
(9)导带:价带上能量最低的允带(10)价带:价电子所在的允带。
(11)禁带:导带底与价带顶之间的能量区域(12)禁带宽度:导带底与价带顶之间的能量差。
半导体物理名词解释
本征激发的概念：价带上的电子激发成为准自由电子，即价带电子激发成为导带电子的过程，称为本征激发。
格波态密度：确定体积V的晶体，在ω附近单位频率间隔内的格波总数状态密度：状态密度就是在能带中能量E附近每单位能量间隔内的量子态数平均自由时间：载流子在电场中作漂移运动时，只有在连续两次散射之间的时间内才作加速运动，这段时间称为自由时间。
自由时间长短不一，若取极多次而求得其平均值则称为载流子的平均自由时间。
载流子的散射:没有外场的作用，载流子作无规则的热运动。
载流子在半导体中运动时，不断地与热振动的晶格原子或电离的杂质离子发生碰撞，碰撞后载流子的运动速度的大小和方向发生了改变。
用波的概念，就是说电子波在半导体中传播时遭到了散射。
半导体中载流子的散射机制：晶格振动散射和电离杂质散射“准费米能级”概念：存在非平衡载流子时，导带和价带各自适用费米能级和统计分布函数，分别引入导带费米能级和价带费米能级，它们都是局部的费米能级，称为“准费米能级”直接复合：由电子在导带和价带间直接跃迁而引起非平衡载流子的复合过程。
间接复合：非平衡载流子通过复合中心的复合。
非平衡载流子深入样品的平均距离，称为扩散长度。
空穴：空穴是几乎被电子填满的能带中未被电子占据的少数空的量子态，这少量的空穴总是处于能带顶附近，是价电子脱离原子束缚后形成的电子空位，对应于价带顶的电子空位。
由两种不同的半导体材料形成的结，称为异质结直接带隙半导体材料:就是导带最小值（导带底）和价带最大值在k空间中同一位置间接带隙半导体材料:（如Si、Ge）导带最小值（导带底）和满带最大值在k空间中不同位置非平衡载流子的平均生存时间称为非平衡载流子的寿命，用表示。
寿命标志着非平衡载流子的浓度减小到原值的1/e所经历的时间。
载流子有效质量的物理意义：直接把外力f和电子的加速度联系起来，而内部势场的作用则由有效质量加以概括，使得在解决半导体中电子在外力作用下的运动规律时，可以不涉及半导体内部势场的作用。
半导体物理的概念是什么
半导体物理的概念是什么
半导体物理是研究半导体材料和器件的物理学分支。
半导体材料是指一类在温度低于室温时是绝缘体，在高于室温时是导体的材料。
半导体物理研究包括半导体的材料特性、电子结构、能带理论、载流子运动、电导率、电子输运、PN结等相关理论和实验研究，以及半导体器件如晶体管、二极管、光电器件等的设计、制造和性能优化。
半导体材料的特性主要取决于其电子结构和能带理论，在此理论框架下，可以解释半导体特性中的许多现象和规律。
半导体中的原子价电子填满能量较低的全球化价带，而导电性较高的传导带的能量较高，由于其能隙比绝缘体小，这使得外来的激励如温度、光照等可以激发电子从价带跃迁到传导带中，同时在跃迁后留下空穴。
这些载流子在半导体中运动和输运的特性对半导体电子学和器件设计具有重要影响。
PN结是半导体器件中常用的器件之一，它是由n 型半导体和p 型半导体材料的拼接而成的结构。
在PN 结中，n-type 半导体中的高浓度自由电子和
p-type 半导体中的高浓度空穴的扩散汇聚产生了空间电荷区域，它使得PN 结在外加正向偏压下变成导体，在反向偏压下变成绝缘体，从而形成了PN 结二极管器件。
半导体物理的研究不仅对于半导体电子学理论、器件设计和制造具有重要意义，而且具有广泛的应用前景。
例如，半导体材料是制造电子器件的重要材料，其中
包括计算机、手机、平板电视、LED 灯等常用电子产品。
另外，半导体材料被广泛用于太阳能电池、光电器件、半导体激光器、放大器等领域，这些领域的发展对于节能减排、环保、医学、化学等方面都具有积极意义，同时也推动了半导体物理研究的发展。
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《半导体物理》基本名词解释
极性半导体：含有离子键成分
本征半导体：不含杂质的半导体
本征激发：电子从价带跃迁到导带
禁带宽度：脱离共价键所需要的最低能量
缺陷分类：点缺陷（空位、间隙原子）线缺陷（位错）面缺陷（层错、晶粒间界）
弗兰克尔缺陷：空位与间隙成对出现
肖特基缺陷：只有空位
杂质原子分类：替位式、间隙式
施主杂质：释放电子而产生导电电子并形成正电中心
受主杂质：接受电子而产生导电空穴并形成负电中心
施主能级：被施主杂质束缚的电子的能量状态
受主能级：被受主杂质束缚的空穴的能量状态
施主杂质电离能：被俘获的电子摆脱束缚成为自由电子所需要的能量
受主杂质电离能：被俘获的空穴摆脱束缚从而参与导电所需要的能量
N型半导体：主要依靠导带电子导电的半导体
P 型半导体：主要依靠价带空穴导电的半导体
浅能级杂质：在半导体禁带中产生能级距带边较近的杂质，对载流子浓度和导电类型影响大深能级杂质：施主能级距离导带底远，受主能级距离价带顶远，对载流子复合作用大
补偿作用：施主杂志和受主杂质同时存在有相互抵消的作用
双性行为：杂质既能表现为施主杂质又能表现为受主杂质（Si在GaAs中）
等电子陷阱：等电子杂质因电负性的差将俘获某种载流子而成为带点中心
能态密度（状态密度）：单位能量间隔内的状态数目
费米分布函数：能量为E的一个量子态被一个电子占据的概率
费米能级（化学势）：标志了电子的填充水平
简并系统：服从费米统计率的电子系统
非简并系统：服从玻尔兹曼统计率的电子系统，重掺杂半导体
简并化条件：0-2k0T
多数载流子：n型半导体的电子，p型半导体的空穴
少数载流子：n型半导体的空穴，p型半导体的电子
漂移运动：载流子在外加电场作用下所作的定向运动
散射几率：一个电子在单位时间内受到的散射次数
平均自由时间：一个电子在连续两次散射之间自由运动的时间
平均自由程：一个电子在连续两次散射之间自由运动的路程
载流子的主要散射机制：电离杂质散射、晶格振动散射、其他因素（等同能谷间散射、中性
杂质、位错）
非平衡载流子复合率：单位时间、单位体积内净复合消失的电子-空穴对数
准费米能级：非平衡态时，分别就价带和导带中的电子而言，各自处于平衡状态，用来描述对应状态的费米能级。
陷阱效应：杂质能级积累非平衡载流子的作用
等电子陷阱（杂质）：等电子杂质因电负性的差将俘获某种载流子而成为带点中心
直接复合：电子在导带和价带之间的直接跃迁，引起电子与空穴的直接复合
间接复合：电子和空穴通过禁带的复合中心进行复合
自建电场：掺杂不均匀引起浓度梯度，造成扩散电流形成自建电场
丹倍效应：电子和空穴的扩散不同步，使之趋向同步的效应
双极扩散：概括了丹倍电场影响的扩散
功函数：真空能级与费米能级之差
电子亲和能：真空能级与导带底之差
接触电势差：金属与半导体由接触而产生的电势差
表面势：随着金属与半导体之间的距离减小，半导体表面形成一定厚度的空间电荷层，形成电场，使半导体表面和内部之间存在电势差
肖特基势垒：肖特基接触产生的势垒，其高度严重依赖外加电压
耿氏效应：n型砷化镓在高压下产生高频电流的现象
负微分电导效应：电子在等同能谷间跃迁产生的负电导效应
镜像力：金属与半导体接触时，半导体中的电荷在金属表面感应出带电符号相反的电荷，同时半导体中的电荷要受到金属中感应电荷的库伦吸引力
隧道效应：能量低于势垒顶的电子有一定几率穿过势垒的效应
欧姆接触：电流-电压特性满足欧姆定律的金属与半导体接触，形成欧姆接触的主要形式有适当功函数的金属与半导体接触、反阻挡层多子陷阱、金属与重掺杂n型半导
体通过隧道效应形成隧穿电流
耗尽层近似：假设空间电荷层的空穴都已全部耗尽，电荷全部由已电离的受主杂质构成
平带电压：对于非理想的MIS结构，当金属和半导体存在功函数或绝缘体内存在电荷时，为使半导体表面恢复平带而在金属上所加的电压
阈值电压：MIS结构的半导体表面发生强反型时，金属极板上所加的电压
扩散长度：非平衡载流子在复合前所能扩散深入样品的平均距离
牵引长度：非平衡载流子在电场作用下寿命て时间内飘移的距离
德拜长度：正离子的电场所能影响到电子的最远距离
寿命：非平衡载流子的平均生存时间
复合概率：单位时间内非平衡载流子的复合几率
深耗尽状态：少子产生跟不上电压的变化，反型层来不及建立，耗尽层向半导体内延申，产生大量受主负电荷以满足电中性条件
CCD：电荷耦合器件。