2022-2023学年高二物理竞赛课件：半导体中电子系统

半导体中电子系统 半导体中电子系统 价带和较低导带间电子跃迁决定的. 1.电子能带结构 金属 半导体 绝缘体 金属: 存在一个或多个部分填充的导带，或一个完全填满的导带与另一个空导带重叠（碱土金属）.费米能级位于导带中. 价带VB：低能带，T=0,完全填满. 导带CB：高能带，部分填满或空带. 能隙 导带与价带之间距. 若 称为半金属.如灰锡 绝缘体 费米能级位于能隙中. 存在一个或多个填满的价带，导带为空 带, 电子被激发后，会移动.） 费米能级位于能隙中. （T=0,精确在中间. 半导体: ( 金刚石 仍被认为半导体,因为可进行n或p掺杂.) 若 称为窄带半导体. 若 称为普通半导体. 若 称为宽带半导体. 2.dir 直接半导体,indir 间接半导体. 直接半导体 最低导带的极小值与最高价带的极大值在 第一布里渊内同一点 （在Γ点或其它点）. 光跃迁过程对应光子能量 不涉及声子的吸收和辐射. 间接半导体 最低导带的极小 值与最高价带的 极大值不在第一 布里渊内同一点， 光跃迁过程涉及声子的吸收和辐射（动量守恒）. 3.能带的产生 离子键：阴离子满壳层形成价带； 阳离子 空壳层形成导带. CdS:S原子 Cd原子 3p满壳层形成价带, 5s空壳层形成导带. 共价键：成键态形成价带； 反成键态形成导带. $$