半导体物理学 刘恩科 第七版

1、第三章习题和答案1. 计算能量在 E=Ec到 之间单位体积中的量子态数。2*nCLm10E解：2. 试证明实际硅、锗中导带底附近状态密度公式为式（3-6） 。3 223*2810E2123*2210E0 2123*210L8)( )()(ZVZ)()(232CCLmhmV dEdgdEgVcnnlmhCnlmCnncnc）（ ）（单 位 体 积 内 的 量 子 态 数）（)(21, )“(2)( (,),(2.2 213 21211 222Caalttzyxacc zlazytayxtax ztyxCeEmhk VmkgkkhEmkmklhKICEGsi系 中 的 态 密 度在 等 能 面 仍 为 球 形 等 能 面系 中在则 ：令 ）（ 关 系 为）（半 导 体 的、证 明 ：3. 当 E-EF为 1.5k0T，4k 0T, 10k0T 时，分别用费。

2、第五章习题1. 在一个 n型半导体样品中，过剩空穴浓度为 1013cm-3, 空穴的寿命为100us。计算空穴的复合率。2. 用强光照射 n型样品，假定光被均匀地吸收，产生过剩载流子，产生率为,空穴寿命为。（1）写出光照下过剩载流子所满足的方程；（2）求出光照下达到稳定状态时的过载流子浓度。3. 有一块 n型硅样品，寿命是 1us，无光照时电阻率是 10cm。今用光照射该样品，光被半导体均匀的吸收，电子-空穴对的产生率是 1022cm-3s-1,试计算光照下样品的电阻率，并求电导中少数在流子的贡献占多大比例？scmpUsc3171031/0,/063得 ：解 ： 根 据 ？求 。

3、1半导体物理学第一章习题(公式要正确显示，请安装字体 MT extra)1设晶格常数为 a的一维晶格，导带极小值附近能量 Ec(k)和价带极大值附近能量 EV(k)分别为： .12. 晶格常数为 0.25nm的一维晶格，当外加 102V/m，10 7 V/m的电场时，试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。 .31设晶格常数为 a的一维晶格，导带极小值附近能量 Ec(k)和价带极大值附近能量 EV(k)分别为：021202120 36)(,(3c mkkEmkV0m。 试 求 ：为 电 子 惯 性 质 量 ， na4.,1（1）禁带宽度;（2）导带底电子有效质量;（3）价带顶电子有效质量;（4）价带顶电子跃迁到。

4、1 半导体物理学 第一章习题 (公式要正确显示，请安装字体 MT extra) 1设晶格常数为 a的一维晶格，导带极小值附近能量 Ec(k)和价带极大值附近 能量 EV(k)分别为： .1 2. 晶格常数为 0.25nm的一维晶格，当外加 102V/m，10 7 V/m的电场时，试分 别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。 3 1设晶格常数为 a的一维晶格，导带极小值附近能量 Ec(k)和价带极大值附 近能量 EV(k)分别为： 0 21202120 36)(,(3c mkkEmkV0m。 试 求 ：为 电 子 惯 性 质 量 ， na4.,1 （1）禁带宽度; （2）导带底电子有效质量; （3）价带顶电子有效质量; （4）价。

5、 1 半导体物理习题解答 11（P32）设晶格常数为a的一维晶格，导带极小值附近能量Ec（k）和价带极大值附近能量Ev（k）分别为： Ec(k)=0223mkh+022)1(mkkh 和Ev(k)= 0226mkh0223mkh； m0为电子惯性质量，k11/2a；a0.314nm。试求： 禁带宽度； 导带底电子有效质量； 价带顶电子有效质量； 价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化。 解 禁带宽度Eg 根据dkkdEc )(0232mkh012)(2mkkh 0；可求出对应导带能量极小值Emin的k值： kmin143k ， 由题中EC式可得：EminEC(K)|k=kmin=2104kmh； 由题中EV式可看出，对应价带能量极大值Emax的k值为：kmax0； 。

6、第一章 习题 1设晶格常数为a的一维晶格，导带极小值附近能量Ec(k)和价带极大值附近能量EV(k)分别为： Ec= （1）禁带宽度; （2）导带底电子有效质量; （3）价带顶电子有效质量; （4）价带顶电子跃迁到导带底时准动。

7、 第一章习题 1设晶格常数为 a的一维晶格，导带极小值附近能量 Ec(k)和价带极大值附近能量 EV(k)分别为： Ec=02201220212022 36)(,)(3 m khmkhkEm kkhmkh V 0m 。试求：为电子惯性质量， nmaak 314.0,1 （ 1）禁带宽度 ; （ 2） 导带底电子有效质量 ; （ 3） 价带顶电子有效质量 ; （ 4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化 解：（ 1） eVmkEkEEEkmdkEdkmkdkdEEckkmmmdkEdkkmkkmkVCgVVVc64.012)0()43(0,0600643038232430)(2320212102220202020222101202因此：取极大值处，所以又因为得价带：取极小值处，所以：在又因为：得：由导带：04。

8、第一章习题1设晶格常数为 a的一维晶格，导带极小值附近能量 Ec(k)和价带极大值附近能量 EV(k)分别为：Ec= 02012021202 36)(,(3mkhkEmkhV。 试 求 ：为 电 子 惯 性 质 量 ， na4.,1（1）禁带宽度;（2） 导带底电子有效质量;（3）价带顶电子有效质量;（4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化解：（1）eVmkEkEEdkmkEEcmdkkmkVCgVc 64.012)(43(,06430382430)(2122022021010 因 此 ： 取 极 大 值处 ，所 以又 因 为 得价 带 ： 取 极 小 值处 ，所 以 ： 在又 因 为 ：得 ：由导 带 ： 0432*8)(1dkmkCnsNkkpmdEmkkVn /1095.743)()()4(6)3(。

9、第一章习题1设晶格常数为 a的一维晶格，导带极小值附近能量 Ec(k)和价带极大值附近能量 EV(k)分别为：Ec= 02012021202 36)(,(3mkhkEmkhV。 试 求 ：为 电 子 惯 性 质 量 ， na4.,1（1）禁带宽度;（2）导带底电子有效质量;（3）价带顶电子有效质量;（4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化解：（1） eVmkEkEEdkmkEEcmdkkmkVCgVc 64.012)(43(,06430382430)(2122022021010 因 此 ： 取 极 大 值处 ，所 以又 因 为 得价 带 ： 取 极 小 值处 ，所 以 ： 在又 因 为 ：得 ：由导 带 ：0432*8)(1dkmkCnsNkkpmdEmkkVn /1095.743)()()4(6)3( 。

10、第一章习题1设晶格常数为 a的一维晶格，导带极小值附近能量 Ec(k)和价带极大值附近能量 EV(k)分别为：Ec= 02012021202 36)(,(3mkhkEmkhV。 试 求 ：为 电 子 惯 性 质 量 ， na4.,1（1）禁带宽度;（2） 导带底电子有效质量;（3）价带顶电子有效质量;（4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化解：（1）eVmkEkEEdkmkEEcmdkkmkVCgVc 64.012)(43(,06430382430)(2122022021010 因 此 ： 取 极 大 值处 ，所 以又 因 为 得价 带 ： 取 极 小 值处 ，所 以 ： 在又 因 为 ：得 ：由导 带 ： 0432*8)(1dkmkCnsNkkpmdEmkkVn /1095.743)()()4(6)3(。

11、第一章习题1设晶格常数为a的一维晶格，导带极小值附近能量Ec(k)和价带极大值附近能量EV(k)分别为：Ec= 0 2201220 212022 36)(,)(3 mkhmkhkEm kkhmkh V 0m 。试求：为电子惯性质量， nmaak 314.0,1 （1）禁带宽度;（2） 导带底电子有效质量;（3）价带顶电子有效质量;（4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化解：（1） eVmkEkEE EkmdkEd kmkdkdE Eckk mmmdkEd kk m kkmkVCg VVV c 64.012)0()43( 0,06 006 43 03823243 0)(232021210222 02 020202221 0 1202 因此： 取极大值处，所以又因为 得价带： 取极小值处，所以：在又因为：得：由导。

12、第一章1设晶格常数为a的一维晶格，导带极小值附近能量Ec(k)和价带极大值附近能量EV(k)分别为：Ec=（1）禁带宽度;（2）导带底电子有效质量;（3）价带顶电子有效质量;（4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化解：（1）2. 晶格常数为0.25nm的一维晶格，当外加102V/m，107 V/m的电场时，试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。解：根据： 得补充题1分别计算Si（100），（110），（111）面每平方厘米内的原子个数，即原子面密度（提示：先画出各晶面内原子的位置和分布图）Si在（100），（110）和（111）面上的原子分布如图1所示：。

13、第一章习题 1设晶格常数为 a的一维晶格，导带极小值附近能量 Ec(k)和价带极大值附 近能量 EV(k)分别为： Ec= 0 2012021202 36)(,(3mkhkEmkhV。 试 求 ：为 电 子 惯 性 质 量 ， na4.,1 （1）禁带宽度; （2） 导带底电子有效质量; （3）价带顶电子有效质量; （4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化 解：（1） eVmkEkE EdkmkEEcmdkkmkVCgVc 64.012)(43(,06430382430)(2122022021010 因 此 ： 取 极 大 值处 ，所 以又 因 为 得价 带 ： 取 极 小 值处 ，所 以 ： 在又 因 为 ：得 ：由导 带 ： 0432*8)(1dkmkCn sNkkpmdEmkkVn /1095.74。

14、第一章习题1设晶格常数为 a的一维晶格，导带极小值附近能量 Ec(k)和价带极大值附近能量 EV(k)分别为：Ec= 02012021202 36)(,(3mkhkEmkhV。 试 求 ：为 电 子 惯 性 质 量 ， na4.,1（1）禁带宽度;（2） 导带底电子有效质量;（3）价带顶电子有效质量;（4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化解：（1）eVmkEkEEdkmkEEcmdkkmkVCgVc 64.012)(43(,06430382430)(2122022021010 因 此 ： 取 极 大 值处 ，所 以又 因 为 得价 带 ： 取 极 小 值处 ，所 以 ： 在又 因 为 ：得 ：由导 带 ： 0432*8)(1dkmkCnsNkkpmdEmkkVn /1095.743)()()4(6)3(。

15、 第三章习题和答案 7. 在室温下，锗的有效态密度 Nc=1.051019cm-3， NV=3.91018cm-3，试求锗的载流子有效质量 m*n m*p。计算 77K时的 NC 和 NV。 已知 300K时， Eg=0.67eV。 77k时 Eg=0.76eV。求这两个温度时锗的本征载流子浓度。 77K 时，锗的电子浓度为 1017cm-3 ，假定受主浓度为零，而 Ec-ED=0.01eV，求锗中施主浓度 ED为多少？ 317318331831933/1008.53 0 077109.33 0 077/1037.13 0 0771005.13 0 0773 0 077772cmNNcmNNTTKNKNNNKVVCCCCVC）（）（）（）（）（）（、时的）（317181717003777276.0211718313300267.0211819221/1017.1)。

16、第一章1设晶格常数为 a 的一维晶格，导带极小值附近能量 Ec(k)和价带极大值附近能量 EV(k)分别为：Ec= 02012021202 36)(,(3mkhkEmkhV。 试 求 ：为 电 子 惯 性 质 量 ， na4.,1（1）禁带宽度;（2）导带底电子有效质量;（3）价带顶电子有效质量;（4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化解：（1） eVmkEkEEdkmkEEcmdkkmkVCgVc 64.012)(43(,06430382430)(2122022021010 因 此 ： 取 极 大 值处 ，所 以又 因 为 得价 带 ： 取 极 小 值处 ，所 以 ： 在又 因 为 ：得 ：由导 带 ：0432*8)(1dkmkCnsNkkpmdEmkkVn /1095.743)()()4(6)3( 210。