固态电子论-绪论.ppt

《固态电子论-绪论.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、固态电子论—绪论王蔚绪论一、课程安排二、课程内容、和其他课程的关系三、固态电子论发展历程四、课程特点、“教”“学”方法五、教材与参考书目2绪论一、课程安排内容：含《固体物理学》和《半导体物理学》两部分性质：专业基础课，本专业的核心课程学时：共100学时，课堂讲授80学时，实验20学时学分：5.5学分考核：平时占40%；期末闭卷考试占60%3绪论二、课程内容及与其他课程的关系第一部分固体物理基础知识1晶体的结构2晶体的结合3晶格振动4晶体中的缺陷5能带论4绪论第二部分半导体物理学1半导体中的电子状态2半导

2、体中杂质和缺陷能级3半导体中载流子的统计分布4半导体的导电性5非平衡载流子6PN结7金属和半导体的接触8半导体表面与MIS结构9异质结10半导体的光学性质和光电与发光现象5绪论量子力学统计物理学固体物理学半导体物理学半导体工艺半导体器件半导体材料集成电路电子信息系统6绪论三、固态电子论发展历程（一）固体物理学固体材料晶体：原子排列有周期性，“长程有序”非晶体：长程无序准晶体：1984年发现，无平移周期性但有位置序研究对象：固体的结构及组成粒子间相互作用与运动规律7绪论固体物理学的发展历程：十七世纪，从对

3、晶体外廓“规则形状”的认识；到惠更斯(Huygens)用椭球堆积模型解释方解石的双折射性质和解理面。十八世纪：阿羽依(Haüy)提出方解石是由坚实的、平行六面形的小“基石”规则堆积成。十九世纪；布喇菲(Barvais)发展了空间点阵学说，概括了晶格周期性特征；费多洛夫-熊夫利-巴罗各自分别发展了晶体微观几何结构理论。8绪论固体物理学的发展历程：二十世纪近代物理学的发展，使对固体的认识进入了新阶段：1912年，劳厄提出晶体可作为X射线的衍射光栅，实验证明了阿羽衣、布喇菲等的“空间点阵学说”的正确；同时，量

4、子理论的发现使对晶体内部微观粒子的运动研究更深入。如，爱因斯坦引进了量子化概念来研究晶格振动；索末菲发展了固体量子论；费米发展了统计理论。三-四十年代，固体物理领域开始形成多个学科分支：金属物理、半导体物理、晶体物理、和晶体生长、磁学等。9绪论1、什么是半导体？研究对象：半导体的电子运动规律和基本物理性质导体半导体绝缘体10-6~10-410-4~1010>1010（二）半导体物理学10绪论III-V族半导体：GaAS,InP2、半导体的种类元素半导体：Si，Ge（IV族）化合物半导体II-VI族半导体

5、：ZnSIV-IV族半导体：SiC11绪论（1）电阻率的杂质敏感特性纯Siρ~2×105Ω·cm掺入10-6（原子比）硼原子ρ~0.4Ω·cm注：温度300K（2）温度敏感特性3、半导体的主要性质12绪论（4）磁敏感特性霍尔效应、磁阻效应。（5）压阻特性（3）光学特性CdS光敏电阻13绪论4、半导体科学发展史二十世纪三十年代以前：经验科学1833年法拉第发现ZnS电阻变化负温度系数1874年德国布劳恩发现PbS整流效应1904年点接触二极管检波器用于高频电磁接收三十年代—四十年代末：理论科学肖特基提出整

6、流理论贝特提出热电子发射理论布洛赫提出能带理论佩尔斯提出空穴概念14绪论1947—1958：技术科学、应用科学1947年，贝尔实验室的巴丁（Bardeen），布拉顿Brattain,肖克莱（Shockley）发明晶体管（点接触Ge晶体管）Point-contacttransistorJ.Bardeen,W.Shockley,W.Brattain15绪论1958年，德州仪器的柯利比（J.Kilby）研制成功第一个集成电路。1958年，快捷半导体公司诺伊斯（R.Noyce）发布第一个利用半导体平面工艺制成的

7、集成电路芯片。16绪论1958以后：高技术IC发展→半导体微电子学半导体激光器的发明→半导体光电子学1958以后的几个里程碑1958年，研制出隧道二极管1962-1963年，研制出半导体激光器1963年，提出异质结激光器1969-70年，提出半导体超晶格1973年，创立非晶态半导体1982年，发现量子霍尔效应1993年，研制出高亮度GaN蓝光发光二极管17绪论目前的研究重点及今后的发展方向微米→纳米（纳米电子学）同质结→异质结（能带工程）三维→低维（二维、一维、零维）普通禁带→宽禁带单晶→多晶（非晶）无

8、机半导体→有机半导体18绪论四、课程特点与教学方法固态电子论是一门实验科学，研究的问题复杂，有大量的假设和模型，理论抽象学习难度大。课程特点抽象假说理论实验现象19绪论“教”方法“教”对抽象的理论问题从介绍科学前辈如何提出问题入手，进行问题分析，最终给出解决问题方案—理论重要的物理现象开设实验课程进行课堂提问，“教”“学”互动有阶段小测验20绪论“学”方法课后应复习完成作业掌握基本概念;基本原理;基本方法（计算）21绪论1.6教材与参考书目