会计学金刚石型结构{100}面上(miànshànꞬ)的投影：沿着[111]方向(fāngxiàng)看，（111）面以双原子层的形式按ABCABCA…顺序堆积起来。纤锌矿结构(jiégòu)（四面体间隙）简单(jiǎndān)化合物晶体（填隙）§1.2半导体中电子(diànzǐ)的状态与能带的形成假设每个电子是在周期性排列且固定不动的原子核势场及其他电子的平均势场中运动(yùndòng)，该势场是具有与晶格同周期的周期性势场。一.能带论的定性(dìngxìng)叙述2.晶体(jīngtǐ)中的电子(2)能级(néngjí)分裂相互靠近组成(zǔchénꞬ)晶体后：a.s能级(néngjí)（不计自旋）b.p能级(néngjí)（l=1,ml=0,1）c.d能级(néngjí)（l=2,ml=0,1,2）允带微观粒子具有(jùyǒu)波粒二象性波矢k描述(miáoshù)自由电子的运动状态。布里渊区边界(biānjiè)，能量不连续，形成允带和禁带。禁带出现在布里渊区边界(biānjiè)（k=n/2a）上。每一布里渊区对应于每一能带。能带的宽窄(kuānzhǎi)由晶体的性质决定,与晶体中含的原子数目无关,但每个能带中所含的能级数目与晶体中的原子数有关。电子刚好填满(tiánmǎn)最后一个带2.绝缘体和半导体的能带§1.3半导体中电子的运动－－有效(yǒuxiào)质量从波动性出发,电子的运动看成频率为、波矢为K的平面波在波矢方向的传输(chuánshū)过程.对E(k)微分(wēifēn),得到//二、半导体中的电子(diànzǐ)：以一维情况(qíngkuàng)为例：/得到能带极值(jízhí)附近电子的速度为(1)在整个(zhěnggè)布里渊区内，V~K不是线性关系.(3)V(k)的大小与能带的宽窄(kuānzhǎi)有关.2.加速度令称m*为电子的有效(yǒuxiào)质量概括了半导体内部势场作用，使得在解决半导体中电子在外力作用(wàilìzuòyònꞬ)的运动规律时，可以不涉及到半导体内部势场的作用。三.m*的特点(tèdiǎn)>0,m*>0。能量、速度(sùdù)和有效质量与波矢的关系§1.4半导体中载流子的产生(chǎnshēng)及导电机构满带：电子(diànzǐ)数=状态数1.满带电子：带负电的导电载流子，是价电子脱离原子束缚(shùfù)后形成的准自由电子，对应于导带中占据的电子空穴：带正电的导电载流子，是价电子脱离原子束缚(shùfù)后形成的电子空位，对应于价带中的电子空位二、半导体中的空穴(kōnꞬxué)空穴(kōnꞬxué)波矢kp空穴(kōnꞬxué)的速度2.空穴(kōnꞬxué)的能量空穴从价带顶Ev→ke，也就是电子从ke态到价带顶，将获得(huòdé)能量：空穴(kōnꞬxué)的有效质量记为mp*由电子的波矢ke、能量E(ke)、有效质量m*e等可推导(tuīdǎo)出空穴的波矢kP、能量E(kp)、有效质量m*p及加速度：一、半导体能带极值附近(fùjìn)E(k)的分布其中(qízhōng)：椭球方程(fāngchéng)/(2)极值(jízhí)点k0正好在某一坐标轴上mt为横向有效(yǒuxiào)质量,ml为纵向有效(yǒuxiào)质量(3)极值(jízhí)点k0在原点将一半导体样品放在一均匀恒定的磁场B中,电子(diànzǐ)在磁场中作螺旋运动。对于球形等能面，它的回旋频率ωc与有效质量m*的关系为:测出共振吸收时电磁波的频率(pínlǜ)和磁感应强度B，便可算出有效质量m*。E(k)等能面的球半径为:二.半导体的能带结构(jiégòu)导带价带极大值锗的能带结构(jiégòu)价带极大值多能谷结构(jiégòu)：锗、硅的导带分别存在八个和六个这种能量最小值，导带电子主要分布在这些极值附近，通常称锗、硅的导带具有~。2.III－V族化合物的能带结构(jiégòu)价带顶也在坐标(zuòbiāo)原点，k=0，球形等能面，也有两个价带，存在重、轻空穴。锑化铟的能带结构(jiégòu)价带包含(bāohán)三个能带：重空穴带V1轻空穴带V2能带V3（L-S耦合）III-V族能带结构的主要(zhǔyào)特征III－V族混合(hùnhé)晶体的能带结构Ga1-xInxP1-yAsy的禁带宽度(kuāndù)随x、y的变化混合(hùnhé)晶体的Eg随组分变化的特性3.II－VI族化合物半导体的能带结构(jiégòu)禁带宽度(kuāndù)ZnS3.6eVZnSe2.58eVZnTe2.28eV碲化镉的能带碲化汞的能带混合晶体(jīngtǐ)的能带结构Hg1-xCdxTe的Eg随x的变化(bi