半导体物理第五章课件

1、思考题1、区别半导体平衡状态和非平衡状态有何不同？什么叫非平衡载流子？什么叫非平衡载流子的稳定分布？2、掺杂、改变温度和光照激发均能改变半导体的电导率，它们之间有何区别？试从物理模型上予以说明。3、在平衡情况下，载流子有没有复合这种运动形式？为什么着重讨论非平衡载流子的复合运动？4、为什么不能用费米能级作为非平衡载流子的标准而要引入准费米能级？费米能级和准费米能级有何区别？5、在稳定不变的光照下，半导体中电子和空穴浓度也是保持恒定不变的，但为什么说半导体处于非平衡状态？6、一块n型半导体在强光本征激发下，导带电子和价带空穴均达到简并化，画出其费米能级的位置，并写出电子和空穴浓度表达式？7、说明

2、非平衡载流子寿命的物理意义，非平衡载流子寿命长或短标志着什么？为什么说寿命是结构灵敏参数？说明p(t)=p0exp(-t/)中各项的物理意义。8、区别平均自由时间，驰豫时间和非平衡少子寿命三个物理量？9、根据寿命的基本概念证明：1/p；式中p为非平衡载流子的复合几率？10、说明直接复合，间接复合的物理意义。为什么深能级才能起最有效的复合中心作用？说明硅中掺金后寿命为什么会明显降低？11、分别写出直接复合和间接复合的净复合率u的表达式，并解释各项的物理意义。12、根据费米能级位置填下面空白（大于、小于或等于）：13、什么叫俄歇复合过程？画图说明俄歇复合可能发生的集中过程。根据细致平衡原理推导俄歇

3、复合过程的净复合率表达式。14、根据通过复合中心的普遍公式：证明位于禁带中央附近的深能级是最有效的复合中心（设rn=rp）。讨论小注入时少子寿命与半导体的掺杂类型和掺杂浓度的关系。15、根据稳定时，杂质能级上的电子数为：证明：杂质能级与费米能级重合时，最有利于陷阱作用。16、区别如下概念：（1）复合效应和陷阱效应；（2）复合中心和陷阱中心；（3）俘获和复合；（4）俘获截面和俘获几率。17、定性简述热平衡载流子和非平衡载流子的产生和运动规律的特点。18、在t0时刻，注入的非平衡载流子的小信号撤销，求经过寿命这段时间里，被复合掉的非平衡少数载流子的浓度：甲计算：乙计算：试指出正误，并说明之。19、

4、介绍几种测量非平衡载流子寿命的方法和实验原理？20、何谓表面复合？说明表面复合速度的物理意义？21、证明：电子和空穴的准费米能级EFn、EFp与热平衡态费米能级EF的偏离分别为：22、（1）连续性方程是什么物理定律的数学表达式？ （2）对于空穴，该方程左边为dp/dt，右边则有好几项，说明其中每一项各代表什么？23、D、L四个参量之间的关系如何？检查他们各自的量纲和单位，讨论扩散系数与那些物理量有关？24、如何了解D/L代表扩散速度。25、区别说明扩散长度、牵引长度和平均自由程这三个物理量。26、分别写出直接复合和间接复合的净复合率u的表达式，并解释各项的物理意义。27、光辐射均匀地照射在半导

5、体样品上，并达到稳态。当t0时光辐射撤去。（1）写出t0时少子浓度与时间的函数关系。（2）给出描述该函数关系的方程中全部符号的定义。28、光辐射照到一个开路的细长条半导体样品的一端：（1）写出稳态时，少数载流子浓度与距离的函数关系；（2）写出描述该函数关系的方程中的全部符号的定义；（3）当小注入时，少数载流子电流的主要成因是漂移、扩散，或是二者兼而有之？（4）当小注入时，少数载流子电流的主要成因是漂移、扩散，或是二者兼而有之？29、说明光电导测少子寿命的原理与实验方法。一块电阻率很高的GaAs单晶，其电子浓度n0=4106cm-3，空穴浓度p0=3107cm-3；样品经过仔细抛光，可以忽略表面

6、复合的影响。试分析可否用光电导法测少数载流子的寿命。？30、下图中，那一个能正确说明p型半导体光照前后能带图中费米能级的变化，为什么？31、为什么在非均匀掺杂的半导体中必然存在电场？若某n型半导体由于非均匀掺杂使体内存在自建电场E(x)=-dV(x)/dx。已知电子浓度分布为试用平衡条件证明爱因斯坦关系式。32、某非均匀掺杂半导体，其导带电子浓度在x方向上线形变化，即n(x)=ni(1+Gx)（1）设费米能级随x变化而变化，求电场E(x)；（2）如何保持样品处于热平衡状态？（3）设NAax，a为常数，ND=Nexp(-ax)，求其两种条件下的体内电场E(x)，并画出两种条件下的能带图。33、求证：禁带宽度为Eg的半导体，其某非均匀掺杂半导体，其导带电子浓度在x方向上线形变化，即n(x)=ni(1+Gx)（1）设费米能级随x变化而变化，求电场E(x)；（2）如何保持样品处于热平衡状态？（3）设NAax，a为常数，ND=Nexp(-ax)，求其两种条件下的体内电场E(x)，并