雪体物理学黄尾第七章半辱体电予论20050406 主要含有施主杂质的半导体,主要依靠施主热激发到导带的电子导电一—N型半导体 2)受主 杂质提供带隙中空的能级,电子由价带激发到受主能级要比激发到导带容易的多。主要含有受主杂 质的半导体,因价带中的一些电子被激发到施主能级,而在价带中产生许多空穴,主要依靠这些空 穴导电 P型半导体。如图ⅩCH00700302所示。 2.类氢杂质能级 半导体材料中掺杂形成的施主能级或受主能级的情况较为复杂,简单的一类杂质能级一一类氢杂质 能级。 N型半导体:在Ⅳ族(Si,Ge)族化合物中掺入Ⅴ族元素(P,As,Sb);在Ⅲ-V族化合物中掺 入ⅥI族元素取代Ⅴ族元素。特点为半导体材料中有多余的电子。 P型半导体:在ⅣV族(Si,Ge)族化合物中掺入Ⅲ族元素(A,Ga,ln);在Ⅲ-V族化合物中掺 入Ⅱ族元素取代Ⅲ族元素。特点为半导体材料中形成空穴 掺入多一个电子的原子,电子的运动类似于氢原子中电子的情况。 氢原子中的电子运动 电子的波动方程:( y(r=Ey(r) 2m 4 能量本征值:E,= (4z0)2(2h2)n2,n=12,3 基态能量:E =-13.6el (4zE0)2(2h 基态波函数:V(F)=Ce,C-归一化常数,a4xe0.052m 类氢施主杂质中电子的波函数 电子在导带极值I点的波函数可以写成:v4(F)=F(F)u6(F) l(F)是导带底的布洛赫函数 REVISED TIME: 0S-5-2 CREATED BY XCH固体物理学_黄昆_第七章 半导体电子论_20050406 主要含有施主杂质的半导体，主要依靠施主热激发到导带的电子导电 —— N 型半导体。 2） 受主 杂质提供带隙中空的能级，电子由价带激发到受主能级要比激发到导带容易的多。主要含有受主杂 质的半导体，因价带中的一些电子被激发到施主能级，而在价带中产生许多空穴，主要依靠这些空 穴导电 —— P 型半导体。如图 XCH007_003_02 所示。 2. 类氢杂质能级 半导体材料中掺杂形成的施主能级或受主能级的情况较为复杂，简单的一类杂质能级——类氢杂质 能级。 N 型半导体：在 IV 族（Si，Ge）族化合物中掺入 V 族元素（P，As，Sb）；在 III－V 族化合物中掺 入 VI 族元素取代 V 族元素。特点为半导体材料中有多余的电子。 P 型半导体：在 IV 族（Si，Ge）族化合物中掺入 III 族元素（Al，Ga，In）；在 III－V 族化合物中掺 入 II 族元素取代 III 族元素。特点为半导体材料中形成空穴。 掺入多一个电子的原子，电子的运动类似于氢原子中电子的情况。 —— 氢原子中的电子运动 电子的波动方程： ) ( ) ( ) 2 4 ( 0 2 2 2 r E r r q m = K K ψ ψ πε − ∇ − = 能量本征值： " = , 1, 2, 3 1 (4 ) (2 ) 2 2 2 0 4 = − ⋅ n = n mq En πε 基态能量： eV mq Ei 13.6 (4 ) (2 ) 2 2 0 4 = = − πε = 基态波函数： 0 ( ) a r i r Ce− = K ψ ，C－归一化常数， nm mq a 0.052 4 2 2 0 0 = = πε = —— 类氢施主杂质中电子的波函数 电子在导带极值Γ点的波函数可以写成： ( ) ( ) ( ) 0 r F r u r d K K K ψ = —— u0 (r) 是导带底的布洛赫函数 K REVISED TIME: 05-5-23 - 3 - CREATED BY XCH