固体物理简答题.pdf
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第 一 章1. 何 为 布 拉 伐 格 子 , 简 单 晶 格 、 复 式 格 子 ? 并 举 例 说 明 哪 种 晶 体 是 简 单 格 子 ,哪 种 晶 体 是 复 式 格 子 ? 了 解 常 见 的 几 种 晶 体 结 构 。布 拉 伐 格 子 : 由 332211 alalal 确 定 的 空 间 格 子 。简 单 晶 格 : 每 一 个 原 胞 有 一 个 原 子 。复 式 格 子 : 每 一 个 原 胞 含 有 两 个 或 更 多 的 原 子 。举 例 : ( 1) 简 单 晶 格 : 具 有 体 心 立 方 晶 格 结 构 的 碱 金 属 和 具 有 面 心 立 方 晶 格 结构 的 Au,Ag,Cu 晶 体 都 是 简 单 晶 格 。( 2) 复 式 格 子 : NaCl 晶 格 , CsCl 晶 格 , 金 刚 石 , ZnS,Si,Ge 等晶 体 结 构 : 面 心 立 方 单 胞 原 子 数 4, 配 位 数 12体 心 立 方 单 胞 原 子 数 2, 配 位 数 8CsCl单 胞 原 子 数 2, 配 位 数 8 金 刚 石 单 胞 原 子 数 8, 配 位 数 4NaCl单 胞 原 子 数 na4 cl4共 8 个 , 配 位 数 62 简 述 晶 体 、 非 晶 体 和 准 晶 体 的 特 点 。晶 体 : 原 子 排 列 是 十 分 有 规 律 的 , 主 要 体 现 是 原 子 排 列 具 有 周 期 性 , 或 称为 是 长 程 有 序 的 。非 晶 体 : 不 具 有 长 程 有 序 的 特 点 ,短 程 有 序 。准 晶 体 : 有 长 程 取 向 性 , 而 没 有 长 程 的 平 移 对 称 性 。3 晶 格 点 阵 与 实 际 晶 体 结 构 有 何 区 别 和 联 系 ?晶 体 点 阵 是 一 种 数 学 抽 象 , 其 中 的 格 点 代 表 基 元 中 某 个 原 子 的 位 置 或 基 元质 心 的 位 置 , 也 可 以 是 基 元 中 任 意 一 个 等 价 的 点 。 当 晶 格 点 阵 中 的 格 点 被 具 体的 基 元 代 替 后 才 形 成 实 际 的 晶 体 结 构 。 晶 格 点 阵 与 实 际 晶 体 结 构 的 关 系 可 总 结 为 :晶 格 点 阵 基 元 实 际 晶 体 结 构4 结 晶 学 原 胞 和 固 体 学 原 胞 有 何 不 同 ? ( 何 为 单 胞 和 原 胞 ? 二 者 有 何 不 同 ? )结 晶 学 原 胞 ( 单 胞 ) : 为 了 同 时 反 映 晶 格 的 对 称 性 , 常 取 最 小 重 复 单 元 (原胞 )的 一 倍 或 几 倍 作 为 重 复 单 元 。固 体 学 原 胞 ( 原 胞 ) : 一 个 晶 格 中 最 小 重 复 单 元 , 反 映 晶 格 的 周 期 性 。不 同 : 结 晶 学 原 胞 除 了 要 考 虑 晶 体 结 构 的 周 期 性 外 , 还 要 反 映 晶 体 的 对 称 性 。它 的 结 点 既 可 以 在 顶 角 上 也 可 以 在 体 心 或 者 面 心 处 。固 体 物 理 学 原 胞 只 要 求 反 映 晶 格 周 期 性 的 特 征 , 结 点 只 在 顶 点 上 , 内部 和 面 上 皆 不 含 其 他 结 点 。 而 且 , 固 体 物 理 学 原 胞 只 含 一 种 原 子 。5 根 据 晶 体 的 对 称 性 进 行 分 类 , 有 多 少 种 点 群 、 空 间 群 、 布 拉 伐 格 子 ? 32种 点 群 , 230个 空 间 群 , 14 种 布 拉 伐 格 子 , 7大 晶 系 321 , bbb 6 倒 格 子 定 义 , 倒 格 子 与 正 格 子 的 关 系 有 哪 些 ?倒 格 子 定 义 : 以 为 基 矢 构 成 一 个 空 间 格 子 , 称 为 倒 格 子 。关 系 : 是 正 格 基 矢1 2 3( )a a a 7 布 里 渊 区 的 定 义 及 特 点 , 举 例 说 明 常 见 的 布 拉 伐 格 子 的 布 里 渊 区 形 状 ?定 义 : 在 倒 易 点 阵 中 , 以 某 一 格 点 为 坐 标 原 点 , 做 所 有 倒 格 矢 的 垂 直 平 分 面 , 倒 易 空 间 被 这 些 平 面 分 成 许 多 包 围 原 点 的 多 面 体 区 域 , 这 些 区 域 称 作 布 里渊 区 。特 点 : 各 布 里 渊 区 经 过 适 当 的 平 移 , 都 可 移 到 第 一 布 里 渊 区 且 与 之 重 合1 2 32 3 13 1 22 ( )2 ( )2 ( )b a ab a ab a a 1 2 3, ,a a a 第 二 章1. 晶 体 的 典 型 结 合 方 式 有 哪 几 种 ? 并 简 要 说 明 各 种 结 合 力 的 特 点 。离 子 性 结 合 、 共 价 结 合 、 金 属 性 结 合 、 范 德 瓦 尔 斯 结 合特 点 : ( 1) 离 子 性 结 合 : : 正 、 负 离 子 之 间 靠 库 仑 吸 引 力 作 用 而 相 互 靠 近 ,当 靠 近 到 一 定 程 度 时 , 由 于 泡 利 不 相 容 原 理 , 两 个 离 子 的 闭 合 壳 层 的 电 子 云 的交 迭 会 产 生 强 大 的 排 斥 力 。 当 排 斥 力 和 吸 引 力 相 互 平 衡 时 , 形 成 稳 定 的 离 子 晶体 ; (2)共 价 结 合 : 靠 两 个 原 子 各 贡 献 一 个 电 子 , 形 成 共 价 键 。( 3) 金 属 性 结 合 : 组 成 晶 体 时 每 个 原 子 的 最 外 层 电 子 为 所 有 原 子 所 共 有 ,因 此 在 结 合 成 金 属 晶 体 时 , 失 去 了 最 外 层 ( 价 ) 电 子 的 原 子 实 “ 沉 浸 ” 在由 价 电 子 组 成 的 “ 电 子 云 ” 中 。 在 这 种 情 况 下 , 电 子 云 和 原 子 实 之 间 存 在库 仑 作 用 , 体 积 越 小 电 子 云 密 度 越 高 , 库 仑 相 互 作 用 的 库 仑 能 愈 低 , 表 现为 原 子 聚 合 起 来 的 作 用 。( 4) 范 德 瓦 尔 斯 结 合 : 惰 性 元 素 最 外 层 的 电 子 为 8 个 , 具 有 球 对 称 的 稳 定 封 闭 结 构 。 但 在 某 一 瞬 时 由 于 正 、 负 电 中 心 不 重 合 而 使 原 子 呈 现 出 瞬 时偶 极 矩 , 这 就 会 使 其 它 原 子 产 生 感 应 极 矩 。 非 极 性 分 子 晶 体 就 是 依 靠 这 瞬时 偶 极 矩 的 互 作 用 而 结 合 的 。2. 试 述 共 价 键 的 主 要 特 点 。饱 和 性 与 方 向 性饱 和 性 : 一 个 原 子 只 能 形 成 一 定 数 目 的 共 价 键 , 每 个 键 含 有 2 个 电 子 ,分 别 来 自 两 个 原 子 。方 向 性 : 原 子 只 在 特 定 的 方 向 上 形 成 共 价 键 , 各 个 共 价 键 之 间 有 确 定 的 相 对 取 向3. 当 2 个 原 子 由 相 距 很 远 而 逐 渐 接 近 时 , 二 原 子 间 的 力 与 势 能 是 如 何 逐 渐 变 化的 ? 当 2个 原 子 由 相 距 很 远 而 逐 渐 接 近 时 , 2个 原 子 间 引 力 和 斥 力 都 开 始 增 大 ,但 首 先 引 力 大 于 斥 力 , 总 的 作 用 为 引 力 , f(r)0, 而相 互 作 用 势 能 u(r)也 开 始 急 剧 增 大 。4. 晶 体 的 结 合 能 , 晶 体 的 内 能 有 何 区 别 ?自 由 粒 子 结 合 成 晶 体 过 程 中 释 放 出 的 能 量 或 者 把 晶 体 拆 散 成 一 个 个 自 由 粒 子 所 需 要 的 能 量 称 为 晶 体 的 结 合 能 。原 子 的 动 能 与 原 子 间 的 相 互 作 用 势 能 之 和 为 晶 体 的 内 能 。在 0K 时 原 子 还 存 在 零 点 振 动 能 , 但 零 点 振 动 能 与 原 子 间 的 相 互 作 用 势 能 的绝 对 值 相 比 小 得 多 , 所 以 在 0K时 原 子 间 的 相 互 作 用 势 能 的 绝 对 值 近 似 等 于 晶 体的 结 合 能 。5. 负 电 性 、 亲 和 能 、 电 离 能 的 含 义 及 关 系 。( 1) 电 离 能 是 原 子 失 去 一 个 电 子 所 所 需 要 的 能 量 。( 2) 亲 和 能 是 原 子 吸 收 一 个 电 子 降 低 的 能 量 电 离 能 越 大 ,亲 和 能 越 大 。( 3) 电 负 性 是 元 素 的 原 子 在 化 合 物 中 吸 引 电 子 的 能 力 的 标 度 。 元 素 的 电 负 性越 大 , 表 示 其 原 子 在 化 合 物 中 吸 引 电 子 的 能 力 越 强 。关 系 : 电 负 性 综 合 考 虑 了 电 离 能 和 电 子 亲 合 能 , 元 素 电 负 性 数 值 越 大 ,表 示 其 原 子 在 化 合 物 中 吸 引 电 子 的 能 力 越 强 。 第 三 章 晶 格 振 动 和 晶 体 的 热 容 量1. 格 波 的 数 目 等 于 多 少 ? 一 个 q 对 应 几 个 光 学 波 , 几 支 声 学 波 ?格 波 的 数 目 等 于 原 胞 内 原 子 的 自 由 度 =mn(n为 原 胞 内 原 子 的 数 目 , m为 晶 体 的 维 数 )一 维 时 , 一 个 q对 应 于 1支 声 学 波 n 1 支 光 学 波三 维 时 , 一 个 q对 应 于 3支 声 学 波 3n 3支 光 学 波2. 长 光 学 支 格 波 与 长 声 学 支 格 波 本 质 上 有 何 差 别 ?长 光 学 支 格 波 的 特 征 是 每 个 原 胞 的 不 同 原 子 做 相 对 振 动 , 振 动 频 率 较 高 ,它 包 含 了 晶 格 振 动 频 率 最 高 的 振 动 模 式 , 长 声 学 支 格 波 的 特 征 是 原 胞 内 的 不 同原 子 没 有 相 对 位 移 , 原 胞 做 整 体 运 动 , 振 动 频 率 较 低 , 它 包 含 了 晶 格 振 动 频 率最 低 的 振 动 模 式 , 波 速 是 一 常 数 , 任 何 晶 体 都 存 在 声 学 支 格 波 , 但 简 单 晶 格 ( 非复 式 格 子 ) 晶 体 都 不 存 在 光 学 之 格 波 。 3 何 谓 声 子 ? 服 从 何 种 统 计 分 布 规 律 ? 对 于 一 给 定 的 晶 体 , 它 是 否 拥 有 一 定 种类 和 一 定 数 目 的 声 子 ? 声 子 就 是 晶 格 振 动 中 的 简 谐 振 子 的 能 量 量 子 .它 是 一 种 玻 色 子 , 服 从 玻 色 爱 因 斯 坦 统 计 。对 于 一 给 定 的 晶 体 , 对 于 一 给 定 的 晶 体 , 它 所 对 应 的 声 子 种 类 和 数 目 不是 固 定 不 变 的 , 而 是 在 一 定 的 条 件 下 发 生 变 化4.晶 格 比 热 容 的 爱 因 斯 坦 模 型 和 德 拜 模 型 采 用 了 什 么 简 化 假 设 ? 各 取 得 了 什 么成 就 和 局 限 性 ?在 爱 因 斯 坦 模 型 中 , 假 设 晶 体 中 所 有 的 原 子 都 以 相 同 的 频 率 振 动 。在 德 拜 模 型 中 , 则 以 连 续 介 质 的 弹 性 波 来 代 表 格 波 以 求 出 的 表 达 式 。爱 因 斯 坦 模 型 取 得 的 最 大 成 就 在 于 给 出 了 当 温 度 趋 近 于 零 时 , 比 热 容 亦 趋近 于 零 的 结 果 , 这 是 经 典 理 论 所 不 能 得 到 的 结 果 。 其 局 限 性 在 于 模 型 给 出 的 是比 热 容 以 指 数 形 式 趋 近 于 零 , 快 于 实 验 给 出 的 以 趋 近 于 零 的 结 果 。德 拜 模 型 取 得 的 最 大 成 就 在 于 它 给 出 了 在 极 低 温 度 下 , 比 热 和 温 度 成 比 例 ,与 实 验 结 果 相 吻 合 。 其 局 限 性 在 于 模 型 给 出 的 德 拜 温 度 应 视 为 恒 定 值 , 适 用 于全 部 温 度 区 间 , 但 实 际 上 在 不 同 温 度 下 , 德 拜 温 度 是 不 同 的 。 5.声 子 碰 撞 时 的 准 动 量 守 恒 为 什 么 不 同 于 普 通 粒 子 碰 撞 时 的 动 量 守 恒 ? U 过 程物 理 图 像 是 什 么 ? 它 违 背 了 普 遍 的 动 量 守 恒 定 律 吗 ?声 子 碰 撞 时 , 前 后 的 总 动 量 不 一 定 守 恒 , 而 是 满 足 以 下 的 关 系 式 :hq1+hq2=hq3+hGn 其 中 式 中 的 Gn表 示 一 倒 格 子 矢 量 。对 于 Gn=0 的 情 况 , 即 有 hq1+hq2=hq3在 碰 撞 过 程 中 声 子 的 动 量 没 有 发 生 任 何 改 变 , 这 种 情 况 称 为 正 规 过 程 , 或 N过 程 , N 过 程 只 是 改 变 了 动 量 的 分 布 , 而 不 影 响 热 流 的 方 向 , 它 对 热 阻 没 有 贡 献的 , 对 于 Gn 0 的 情 况 , 称 为 翻 转 过 程 或 U过 程 , 其 物 理 图 像 如 下 图 。在 图 中 , q1+q2 是 向 “ 右 ” 的 , 碰 撞 后 q3 是 向“ 左 ” 的 , 从 而 破 坏 了 热 流 的 方 向 , 所 以 U 过程 对 热 阻 是 有 贡 献 的 。 U 过 程 没 有 违 背 普 通 的 动 量 守 恒 定 律 , 因 为 声 子 不 是 实 物 量 子 , 所 以 其满 足 准 动 量 守 恒 关 系 。第 四 章 能 带 理 论1. 固 体 能 带 理 论 作 了 哪 些 基 本 近 似 ?绝 热 近 似 , 周 期 场 近 似 , 单 电 子 近 似 。2. 写 出 Bloch电 子 的 波 函 数 表 达 式 并 说 明 其 物 理 意 义 。布 洛 赫 波 函 数 表 达 式物 理 意 义 : 在 晶 格 周 期 性 势 场 中 运 动 的 电 子 的 波 函 数 是 平 面 波 与 周 期 函 数的 乘 积 , 是 按 晶 格 周 期 调 幅 的 平 面 波 。 )()( ruer krki 4、 简 述 近 自 由 电 子 近 似 模 型 、 方 法 和 所 得 到 的 主 要 结 论 。5、 简 述 紧 束 缚 近 似 模 型 的 思 想 和 主 要 结 论 。紧 束 缚 近 似 方 法 的 思 想 : 电 子 在 一 个 原 子 ( 格 点 ) 附 近 时 , 主 要 受 到 该 原 子 势 场 的 作 用 , 而 将 其 它 原 子 ( 格 点 ) 势 场 的 作 用 看 作 是 微 扰 , 将 晶 体 中 电 子的 波 函 数 近 似 看 成 原 子 轨 道 波 函 数 的 线 性 组 合 , 这 样 可 以 得 到 原 子 能 级 和 晶 体中 能 带 之 间 的 关 系 。 一 个 原 子 能 级 i 对 应 一 个 能 带 , 不 同 的 原 子 能 级 对 应不 同 的 能 带 。 当 原 子 形 成 固 体 后 , 形 成 了 一 系 列 的 能 带 。 能 量 较 低 的 能 级 对 应内 层 电 子 , 其 轨 道 较 小 , 原 子 之 间 内 层 电 子 的 波 函 数 相 互 重 叠 较 少 , 所 以 对 应的 能 带 较 窄 。 能 量 较 高 的 能 级 对 应 外 层 电 子 , 其 轨 道 较 大 , 原 子 之 间 外 层 电 子的 波 函 数 相 互 重 叠 较 多 , 所 以 对 应 的 能 带 较 宽 。6. 能 带 的 图 示 方 法 有 哪 几 种 , 请 以 一 维 单 原 子 链 为 例 画 出 示 意 图 。扩 展 区 图 法 , 简 约 区 图 法 和 周 期 区 图 法 三 种 ;电 子 能 带 的 三 种 图 示 第 五 章 晶 体 中 电 子 在 电 场 和 磁 场 中 的 运 动1. 试 述 晶 体 中 的 电 子 作 准 经 典 运 动 的 条 件 和 准 经 典 运 动 的 基 本 公 式 。 2、 什 么 是 电 子 的 有 效 质 量 ? 有 何 物 理 意 义 ?有 效 质 量 : 有 效 质 量 实 际 上 是 包 含 了 晶 体 周 期 势 场 作 用 的 电 子 质 量 。物 理 意 义 : 把 晶 体 周 期 性 势 场 的 作 用 概 括 到 电 子 的 有 效 质 量 中 去 , 使 得 在 引入 有 效 质 量 之 后 , 就 可 把 运 动 复 杂 的 晶 体 电 子 看 作 为 简 单 的 自 由 电 子 。3. 简 述 空 穴 的 概 念 及 其 性 质 .当 满 带 顶 附 近 有 空 状 态 时 , 整 个 能 带 中 的 电 流 以 及 电 流 在 外 电磁 场 中 的 变 化 相 当 于 一 个 带 正 电 q, 具 有 正 质 量 Im*I 、 速 度的 粒 子 , 这 样 一 个 假 想 的 粒 子 空 穴性 质 : 空 穴 具 有 正 有 效 质 量 , 位 于 满 带 顶 附 近 , 空 穴 是 准 粒 子 。4. 解 释 导 带 、 满 带 、 价 带 和 带 隙 5. 试 述 导 体 、 半 导 体 和 绝 缘 体 能 带 结 构 的 基 本 特 征 。在 导 体 中 , 除 去 完 全 充 满 的 一 系 列 能 带 外 , 还 有 只 是 部 分 地 被 电 子 填 充 的 能带 , 后 者 可 以 起 导 电 作 用 , 称 为 导 带 。在 半 导 体 中 , 由 于 存 在 一 定 的 杂 质 , 或 由 于 热 激 发 使 导 带 中 存 有 少 数 电 子 ,或 满 带 中 缺 了 少 数 电 子 , 从 而 导 致 一 定 的 导 电 性 。 在 绝 缘 体 中 , 电 子 恰 好 填满 了 最 低 的 一 系 列 能 带 , 再 高 的 各 带 全 部 都 是 空 的 , 由 于 满 带 不 产 生 电 流 , 所以 尽 管 存 在 很 多 电 子 , 并 不 导 电 。5. 根 据 能 带 理 论 简 述 金 属 、 半 导 体 和 绝 缘 体 的 导 电 性 ; k )(kv 金 属 : 电 子 在 能 带 中 的 填 充 可 以 形 成 不 满 带 , 即 导 带 , 因 此 它 们 一 般 是 导 体半 导 体 : 从 能 带 结 构 来 看 与 绝 缘 体 的 相 似 , 但 半 导 体 禁 带 宽 度 较 绝 缘 体 的窄 , 依 靠 热 激 发 即 可 以 将 满 带 中 的 电 子 激 发 到 导 带 中 , 因 而 具 有 导 电 能 力 。绝 缘 体 : 价 电 子 刚 好 填 满 了 许 可 的 能 带 , 形 成 满 带 。 导 带 和 价 带 之 间 存 在一 个 很 宽 的 禁 带 , 所 以 在 电 场 的 作 用 下 没 有 电 流 产 生 。6 . 简 述 导 带 中 的 电 子 在 外 场 作 用 下 产 生 电 流 的 原 因 , 以 及 简 述 满 带 中 的 电 子 在外 场 作 用 下 不 产 生 电 流 的 原 因 。导 带 中 只 有 部 分 状 态 被 电 子 填 充 , 外 场 的 作 用 会 使 布 里 渊 区 的 状 态 分 布 发 生变 化 。 所 有 的 电 子 状 态 以 相 同 的 速 度 沿 着 电 场 的 反 方 向 运 动 , 但 由 于 能 带 是 不满 带 , 逆 电 场 方 向 上 运 动 的 电 子 较 多 , 因 此 产 生 电 流 。有 外 场 E 时 , 所 有 的 电 子 状 态 以 相 同 的 速 度 沿 着 电 场 的 反 方 向 运 动 。 在 满 带的 情 形 中 , 电 子 的 运 动 不 改 变 布 里 渊 区 中 电 子 的 分 布 。 所 以 在 有 外 场 作 用 的 情形 时 , 满 带 中 的 电 子 不 产 生 宏 观 的 电 流 。 第 六 章 金 属 电 子 论1. 写 出 晶 体 中 电 子 服 从 的 费 米 统 计 分 布 函 数 , 并 解 释 其 物 理 意 义 。物 理 意 义 : 热 平 衡 下 时 , 能 量 为 E的 本 征 态 被 电 子 占 据 的 几 率EF-费 米 能 级 (等 于 这 个 系 统 中 电 子 的 化 学 势 ), 它 是 温 度 T 和 晶 体 自 由 电 子总 数 N的 函 数 。2.从 电 子 热 容 量 子 理 论 简 述 金 属 中 的 电 子 对 固 体 热 容 的 贡 献 。 3、 简 述 金 属 接 触 电 势 差 的 形 成 ?两 块 不 同 的 金 属 A 和 B 相 互 接 触 , 由 于 两 块 金 属 的 费 米 能 级 不 同 , 当 相互 接 触 时 可 以 发 生 电 子 交 换 , 电 子 从 费 米 能 级 较 高 的 金 属 流 向 费 米 能 级 较 低 的金 属 , 使 一 块 金 属 的 接 触 面 带 正 电 ( 电 子 流 出 的 金 属 ) , 使 另 一 块 金 属 的 接 触面 带 负 电 ( 电 子 流 入 的 金 属 ) , 当 两 块 金 属 达 到 平 衡 后 , 具 有 相 同 的 费 米 能 级 ,电 子 不 再 流 动 交 换 。 因 此 在 两 块 金 属 中 产 生 了 接 触 电 势 差 。第 七 章 半 导 体 电 子 论1、 什 么 是 P 型 和 N 型 半 导 体 ?主 要 含 有 受 主 杂 质 的 半 导 体 , 价 带 一 些 电 子 被 激 发 到 受 主 能 级 中 产 生 许 多空 穴 ( P型 ) 11)( Tk EE B FeEf 自 由 电 子 浓 度 远 大 于 空 穴 浓 度 的 杂 质 半 导 体 。 ( N型 )1、 什 么 是 直 接 带 隙 半 导 体 和 间 接 带 隙 半 导 体 ?导 带 边 和 价 带 边 处 于 k 空 间 相 同 点 的 半 导 体 通 常 被 称 为 直 接 带 隙 半 导体 。 电 子 要 跃 迁 的 导 带 上 产 生 导 电 的 电 子 和 空 穴 ( 形 成 半 满 能 带 ) 只 需 要 吸 收能 量 。导 带 边 和 价 带 边 处 于 k 空 间 不 同 点 的 半 导 体 通 常 被 称 为 间 接 带 隙 半 导 体 。形 成 半 满 能 带 不 只 需 要 吸 收 能 量 , 还 要 该 变 动 量 。2、 为 什 么 半 导 体 掺 杂 可 以 提 高 其 导 电 能 力 ?理 想 的 半 导 体 材 料 是 没 有 缺 陷 或 没 有 杂 质 , 半 导 体 中 的 载 流 子 只 能 是 激发 到 导 带 中 的 电 子 和 价 带 中 的 空 穴 。 对 纯 的 半 导 体 材 料 掺 入 适 当 的 杂 质 , 也 能提 供 载 流 子 。 因 此 实 际 的 半 导 体 中 除 了 与 能 带 对 应 的 电 子 共 有 化 状 态 以 外 , 还有 一 些 电 子 可 以 为 杂 质 或 缺 陷 原 子 所 束 缚 , 束 缚 电 子 具 有 确 定 的 能 级 , 杂 质 能 级 位 于 带 隙 中 接 近 导 带 的 位 置 , 在 一 般 温 度 下 即 可 被 激 发 到 导 带 中 , 从 而 对 半导 体 的 导 电 能 力 产 生 大 的 影 响 。3. 简 述 PN结 单 向 导 电 性 的 含 义 。在 PN 结 上 外 加 一 电 压 , 如 果 P 型 一 边 接 正 极 , N 型 一 边 接 负 极 , 电 流 便从 P 型 一 边 流 向 N 型 一 边 , 空 穴 和 电 子 都 向 界 面 运 动 , 使 空 间 电 荷 区 变 窄 , 电流 可 以 顺 利 通 过 。 如 果 N 型 一 边 接 外 加 电 压 的 正 极 , P 型 一 边 接 负 极 , 则 空 穴 和电 子 都 向 远 离 界 面 的 方 向 运 动 , 使 空 间 电 荷 区 变 宽 , 电 流 不 能 流 过 。 这 就 是 PN结 的 单 向 导 电 性 。4. 什 么 是 异 质 结 的 窗 口 效 应 ?入 射 光 可 以 穿 过 表 面 层 被 吸 收 , 减 少 了 表 面 复 合 等 影 响 。- 配套讲稿:
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- 固体 物理 答题
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