Программа курса "Введение в физику полупроводников"

(6 семестр, 34 часа, экзамен)

1. Введение. Отличительные черты полупроводников.

Краткий исторический очерк. Основные направления развития физики полупроводников. Основные типы полупроводников (элементарные полупроводники, полупроводниковые соединения - бинарные и тройные соединения, оксидные полупроводники, халькогенидные полупроводники, аморфные и микрокристаллические полупроводники, органические полупроводники).

2. Основные свойства и характеристики полупроводников.

Проводимость полупроводников, концентрация носителей заряда и дрейфовая скорость. Температурная зависимость проводимости полупроводников. Эффект Холла. Происхождение эффекта Холла. Температурная зависимость коэффициента Холла и концентрации носителей заряда в полупроводниках. Дрейфовая и холловская подвижности. Определение знака заряда, концентрации и холловской подвижности носителей заряда в полупроводниках. Магнитосопротивление. Термоэдс. Фотопроводимость. Поглощение света. Спектральная зависимость коэффициента поглощения.

3. Элементарная картина явлений переноса в полупроводниках.

Элементарная картина химических связей в гомеополярном полупроводнике. Понятие о дырках. Донорные и акцепторные примеси в полупроводниках. Водородоподобная модель примесных центров. Концентрации электронов и дырок в полупроводниках в состоянии термодинамического равновесия. Качественная картина явлений переноса в полупроводниках. Рассеяние носителей заряда и время релаксации импульса. Механизмы рассеяния.

4. Основы зонной теории кристаллических твердых тел.

Основные приближения зонной теории. Теорема Блоха. Квазиимпульс и зона Бриллюэна. Квантовые числа, характеризующие состояние электрона в кристалле. Граничные условия (условия Борна-Кармана) и подсчет числа электронных состояний в зоне Бриллюэна. Понятие об энергетических зонах. Основные различия между металлами, полупроводниками и диэлектриками с точки зрения зонной теории. Примеры зонных структур полупроводников: зоны проводимости полупроводников AIIIBV, Si, Ge. Вырождение зон и гофрировка изоэнергетических поверхностей вблизи потолка валентной зоны. Прямозонные и непрямозонные полупроводники.

5. Движение электрона в кристалле.

Средняя скорость движения электрона в кристалле. Уравнение движения электрона в кристалле во внешних полях. Заполнение зон и введение дырочного описания.

Основная литература

1. В.Л. Бонч-Бруевич, С.Г. Калашников. Физика полупроводников. М., Наука, 1990.
2. Г.И. Епифанов, Ю.А. Мома. Твердотельная электроника. М., Высшая школа, 1986.
3. Р. Смит. Полупроводники. М., Мир, 1982.
4. К. Зеегер. Физика полупроводников. М., Мир, 1977.


Другие курсы, читаемые на кафедре