半导体物理学研究半导体原子状态和电子状态以及各种半导体器件内部电子过程的学科。是固体物理学的一个分支。研究半导体中的原子状态是以晶体结构学和点阵动力学为基础,主要研究半导体的晶体结构、晶体生长,以及晶体中的杂质和各种类型的缺陷。研究半导体中的电子状态是以固体电子论和能带理论为基础,主要研究半导体的电子状态,半导体的光电和热电效应、半导体的表面结构和性质、半导体与金属或不同类型半导体接触时界面的性质和所发生的过...基本内容 semiconductor physics 电子-内部结构模型图 研究半导体原子状态和电子状态以及各种半导体器件内部电子过程的学科。是固体物理学的一个分支。研究半导体中的原子状态是以晶体结构学和点阵动力学为基础,主要研究半导体的晶体结构、晶体生长,以及晶体中的杂质和各种类型的缺陷。研究半导体中的电子状态是以固体电子论和能带理论为基础,主要研究半导体的电子状态,即能带结构、杂质和缺陷的影响、电子在外电场和外磁场作用下的输运过程、半导体的光电和热电效应、半导体的表面结构和性质、半导体与金属或不同类型半导体接触时界面的性质和所发生的过程、各种半导体器件的作用机理和制造工艺等。半导体物理学的发展不仅使人们对半导体有了深入的了解,而且由此而产生的各种半导体器件、集成电路和半导体激光器等已得到广泛的应用。 典型的半导体主要是由共价键结合的晶体。如硅、锗的晶体具有金刚石结构(图1),Ⅲ-Ⅴ化合物以及一些Ⅲ-Ⅵ化合物具有闪锌矿结构(图2)或纤锌矿结构(图3)。这些都是典型的共价键结合的晶体结构,其中每个原子由四个共价键与近邻原子相结合。 能带的概念 组成共价键的价电子呈现出相对集中于近邻原子之间的空间分布,它们同时又是运动于晶体中的共有电子,具有典型的连续能量分布(图4)就是由X 射线电子谱所测的硅中价电子的能量分布)。按照固体的能带理论,晶体中的电子态分属于若干能带,