1、课程主要内容：第一章 半导体光电材料概述第二章 半导体物理基础第三章 PN结第四章 金属 -半导体结第五章 半导体异质结构第六章 半导体太阳能电池和光电二极管第七章 发光二极管和半导体激光器第八章 量子点生物荧光探针第五章 半导体异质结构 5.1 异质结及其能带图u 异质结 ：由两种不同的半导体单晶材料组成的结。u 异质结具有许多同质结所所不具有的特性，往往具有更高的注入效率。u 反型异质结 ：由导电类型相反的两种不同的半导体单晶材料构成。如： p-nGe-GaAs（ p型 Ge与 n型 GaAs）u 同型异质结 ：由导电类型相同的两种不同的半导体单晶材料构成。如： n-nGe-GaAs（ n
2、型 Ge和 n型 GaAs）u 异质结的能带图对其特性起着重要作用。在不考虑界面态的情况下，任何 异质结的能带图都取决于形成异质结的两种半导体的电子亲和势、禁带宽度以及功函数 。功函数随杂质浓度的不同而变化。5.1 异质结及其能带图u 突变异质结 ：从一种半导体材料向另一种半导体材料的过渡只发生于几个原子距离范围内。u 缓变异质结 ： 从一种半导体材料向另一种半导体材料的过渡发生于几个扩散长度范围内。u 突变异质结的能带图研究得比较成熟 。u 异质结的能带图比同质结复杂（禁带宽度，电子亲合能，功函数，介电常数差异）。u 由于晶体结构和晶格常数不同，在异质结交界面上形成的界面态增加了能带图的复杂
3、性。5.1 异质结及其能带图（ 1）不考虑界面态时的能带图l 突变反型 (pn)异质结能带图（形成异质结前）P型 N型：电子的亲和能W：电子的功函数Eg：禁带宽度两种半导体紧密接触时，电子（空穴）将从 n(p)型半导体流向p(n)型半导体，直至费米能级相等为止。5.1 异质结及其能带图（ 1）不考虑界面态时的能带图l 突变反型 (pn)异质结能带图（形成异质结后）u 交界面两边形成 空间电荷区 (x1-x2)，产生 内建电场 。u 两种半导体材料的 介电常数不同 ，因此 内建电场在交界面处 (x0)不连续。u 空间电荷区中的能带特点： 1） 能带发生弯曲 ，尖峰和势阱， 2） 能带在交界面处不
4、连续 ，有一个突变。P型 N型5.1 异质结及其能带图（ 1）不考虑界面态时的能带图l 突变反型 (pn)异质结能带图（形成异质结后）P型 N型u 内建电势差 VD u 导带阶 u 价带阶 以上式子对所有突变异质结普适5.1 异质结及其能带图（ 1）不考虑界面态时的能带图l 突变 p-nGe-GaAs异质结能带图n-GaAs交界面两侧半导体中的内建电势差 VD1,VD2由掺杂浓度、空间电荷区（势垒区）宽度和相对介电常数共同决定。5.1 异质结及其能带图（ 1）不考虑界面态时的能带图l 突变反型 (np) 异质结能带图形成异质结前 形成异质结后P型N型 P型N型5.1 异质结及其能带图（ 1）不考虑界面态时的能带图形成异质结前 形成异质结后l 突变同型 (nn)异质结能带图在同型异质结中，一般必有一边成为积累层，一边为耗尽层。
