《固体电子导论》PPT课件

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1、固体电子导论主讲：邓玲玲Email:dengll@njupt.edu.cn绪论为什么要学习《固体电子导论》？固体材料是现代工业的基础；是后续专业课的重要基础。天然晶体：各种天然矿石晶体人工晶体：半导体晶体固体激光晶体光子晶体等非晶体：非晶硅、非晶态合金等如何学习《固体电子导论》？听讲、总结、练习一、固体物理学基础（一～四章）第一章晶体结构第二章晶体中原子的结合第三章晶格振动第四章晶体中的缺陷二、晶体中的电子状态（第五章）固体中电子的状态和行为是了解固体的物理、化学性质的

2、基础，而固体电子的能带理论则解释了电子运动的基本特点。三、半导体电子论（六～十章）第六章半导体中的电子状态第七章半导体中杂质和缺陷能级第八章半导体中载流子的统计分布第九章半导体的导电性第十章非平衡载流子四、几种常见的半导体结构（十一、十二章）第十一章p-n结第十二章几种常见结构：MS接触、MIS结构、异质结电子的流动，电流的大小等五、半导体的光学性质（十三章）半导体中光的传播，折射率；半导体对光的吸收及产生的光电导。第一章晶体结构1.1晶体结构的周期性1.2几种典型的晶体结构1.3晶面与晶面指数1.4晶体

3、的宏观对称性晶系1.5倒格子1.1晶体结构的周期性主要知识点：晶体结构的周期性晶胞、原胞、基矢的概念一、晶体结构的特点构成晶体的基本微粒可以是：原子：如金属钠晶体中的Na原子离子：如NaCl晶体中的NaCl分子：如大部分有机化合物晶体（药品，染料）原子、离子或分子的集团：如C60晶体中的由60个C原子组成的笼状分子集团晶体由基本微粒作周期性有规律地排列而成晶体非晶体周期性结构是晶体有别于非晶体的最根本的特征．二、晶体周期性结构的描述1、晶格、格点、点阵晶格：晶体中周期性的排列所组成的骨架格点：微粒重心

4、的位置点阵：格点的总体2、晶胞、原胞、基矢晶胞：晶格中的重复单元；2原胞：体积最小的晶胞，即最小的重复单元134二维晶格的原胞呈平行四边形，且每个原胞中仅有一个格点（简单晶格）三维晶格的原胞呈平行六面体，且每个原胞中仅有一个格点（简单晶格）基矢：构成原胞的边矢量2（基矢的选取不是唯一的）a213晶体的结构，可看作由格点沿

5、基矢方向，以基矢的a14长度为周期进行周期性的平移而构成。故晶体的周期性又称为平移对称性。晶体中任一物理量沿基矢方向平移基矢的整数倍，保持性质不变，体现了平移对称性。格矢：晶格中任一格点的位置矢量Rnn1a1n2a2n3a31.2几种典型的晶体结构主要知识点：简单立方、体心立方、面心立方、金刚石等晶格结构的特点：基矢的选取晶胞的结构、体积原胞的结构、体积致密度配位数一、简单立方结构边长为a的立方体的每个顶角处有一个原子占据晶轴：晶胞的棱边晶格常数：棱边的边长ae3

6、ae2原胞的三个基矢：ae1aae三个基矢长度相11简单立方的晶胞aae等，方向垂直，22各自构成立方体（原胞）aae的三条边33二、氯化铯型结构（氯化铯晶体等的晶格）在简单立方结构每个顶点有一个氯离子占据，体心有一个铯离子占据，构成氯化铯型结构ClCs氯化铯型结构的晶胞（原胞）ClCsae3ae2ae1由一个原子平移、由两个离子平移、复制复制构成晶体结构构成晶体结构基：晶体中最小的微粒重复单元。简单晶格：基

7、中只含有一个粒子复式晶格：基中含有两个以上的粒子布拉菲格子：代表基的点周期性排列成的空间格子简单立方结构的基只含有一个粒子，所以是一种简单晶格，自身就是ae3一种布拉菲格子。ae2ae1布拉菲格子中每个点都绝对等价，每个点的周围环境完全相同氯化铯型结构的基中含有两个粒子，所以是复式格子，其中Cs+和Cl-各自构成一套简单立方晶格。由两套简单立方结构沿立方体对角线方向一半对角线长度相对错开套构而成。氯化铯型结构=

8、两个不同离子构成（基）+简单立方晶格（布拉菲格子）三、体心立方结构（碱金属和铁、钼、铬等金属）边长为a的立方体的每个顶角和体心处被同种原子占据构成体心立方结构。体心立方结构中的原子排列体心立方结构的晶胞体心立方是简单晶格，也是一种布拉菲格子。立方体晶胞中包含两个基，112，所以不是原胞。88通常将体心立方结构的原胞基矢取为aaeee1123三个基矢是从一2a个顶角到三个相a