半导体物理(2)省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

思索题1、区分半导体平衡状态和非平衡状态有何不一样？什么叫非平衡载流子？什么叫非平衡载流子稳定分布？2、掺杂、改变温度和光照激发均能改变半导体电导率，它们之间有何区分？试从物理模型上给予说明。3、在平衡情况下，载流子有没有复合这种运动形式？为何着重讨论非平衡载流子复合运动？第1页4、为何不能用费米能级作为非平衡载流子标准而要引入准费米能级？费米能级和准费米能级有何区分？5、在稳定不变光照下，半导体中电子和空穴浓度也是保持恒定不变，但为何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到达简并化，画出其费米能级位置，并写出电子和空穴浓度表示式？第2页7、说明非平衡载流子寿命物理意义，非平衡载流子寿命长或短标志着什么？为何说寿命是结构灵敏参数？说明△p(t)=△p0exp(-t/τ)中各项物理意义。8、区分平均自由时间，驰豫时间和非平衡少子寿命三个物理量？9、依据寿命基本概念证实：τ＝1/p；式中p为非平衡载流子复合几率？第3页10、说明直接复合，间接复合物理意义。为何深能级才能起最有效复合中心作用？说明硅中掺金后寿命为何会显著降低？11、分别写出直接复合和间接复合净复合率u表示式，并解释各项物理意义。第4页12、依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集中过程。依据细致平衡原理推导俄歇复合过程净复合率表示式。第5页14、依据经过复合中心普遍公式：证实位于禁带中央附近深能级是最有效复合中心（设rn=rp）。讨论小注入时少子寿命与半导体掺杂类型和掺杂浓度关系。15、依据稳定时，杂质能级上电子数为：证实：杂质能级与费米能级重合时，最有利于陷阱作用。第6页16、区分以下概念：（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产生和运动规律特点。第7页18、在t＝0时刻，注入非平衡载流子小信号撤消，求经过寿命τ这段时间里，被复合掉非平衡少数载流子浓度：甲计算：乙计算：试指出正误，并说明之。第8页19、介绍几个测量非平衡载流子寿命方法和试验原理？20、何谓表面复合？说明表面复合速度物理意义？21、证实：电子和空穴准费米能级EFn、EFp与热平衡态费米能级EF偏离分别为：第9页22、（1）连续性方程是什么物理定律数学表示式？（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、μ、τ、L四个参量之间关系怎样？检验他们各自量纲和单位，讨论扩散系数与那些物理量相关？第10页24、怎样了解D/L代表扩散速度。25、区分说明扩散长度、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净复合率u表示式，并解释各项物理意义。27、光辐射均匀地照射在半导体样品上，并到达稳态。当t＝0时光辐射撤去。（1）写出t≥0时少子浓度与时间函数关系。（2）给出描述该函数关系方程中全部符号定义。第11页28、光辐射照到一个开路细长条半导体样品一端：（1）写出稳态时，少数载流子浓度与距离函数关系；（2）写出描述该函数关系方程中全部符号定义；（3）当小注入时，少数载流子电流主要成因是漂移、扩散，或是二者兼而有之？（4）当小注入时，少数载流子电流主要成因是漂移、扩散，或是二者兼而有之？第12页29、说明光电导测少子寿命原理与试验方法。一块电阻率很高GaAs单晶，其电子浓度n0=4×106cm-3，空穴浓度p0=3×107cm-3；样品经过仔细抛光，能够忽略表面复合影响。试分析可否用光电导法测少数载流子寿命。？第13页30、下列图中，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改变，为何？第14页31、为何在非均匀掺杂半导体中必定存在电场？若某n型半导体因为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实爱因斯坦关系式。第15页32、某非均匀掺杂半导体，其导带电子浓度在x方向上线形改变，即n(x)=ni(1+Gx)（1）设费米能级随x改变而改变，求电场E(x)；（2）怎样保持样品处于热平衡状态？（3）设NA＝ax，a为常数，ND=Nexp(-ax)，求其两种条件下体内电场E(x)，并画出两种条件下能带图。第16页33、求证：禁带宽度为Eg半导体，其某非均匀掺杂半导体，其导带电子浓度在x方向上线形改变，即n(x)=ni(1+Gx)（1）设费米能级随x改变而改变，求电场E(x)；（2）怎样保持样品处于热平衡状态？（3）设NA＝ax，a为常数，ND=Nexp(-ax)，求其两种条件下体内电场E(x)，并画出两种条件下能带图。第17页34、室温下，n-C