半导体物理学(刘恩科第七版)课后习题解第1章习题解.pdf

《半导体物理学(刘恩科第七版)课后习题解第1章习题解.pdf》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、页眉半导体物理学第一章习题(公式要正确显示，请安装字体MTextra)1．设晶格常数为a的一维晶格，导带极小值附近能量Ec(k)和价带极大值附近能量EV(k)分别为：...........................................................................................1272.晶格常数为0.25nm的一维晶格，当外加10V/m，10V/m的电场时，试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。.....................................

2、...........31．设晶格常数为a的一维晶格，导带极小值附近能量Ec(k)和价带极大值附近能量EV(k)分别为：22222222k(kk1)k13kEc,EV(k)3m0m06m0m0m0为电子惯性质量，k1,a0.314nm。试求：a（1）禁带宽度;（2）导带底电子有效质量;（3）价带顶电子有效质量;（4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化1/61页眉10解：k＝1019a0.31410（1）导带：22dEC2k2(kk1)由0dk3m0m03得：kk142222dEc228又因为：02dk3m0m03m022341023k1(1.

3、0541010)17所以：在kk1处，Ec取极小值Ec313.05*10J44m049.10810价带：2dEV6k0得k0dkm02222dEV6k1又因为20,所以k0处，EV取极大值EV(k)dkm06m0222222341023k1k1k1(1.0541010)17因此：EgEC(k1)EV(0)311.02*10J44m06m012m0129.108102*3(2)mnC2m0dEC82dk3kk142*m0(3)mnV2dEV62dkk0(4)准动量的定义：pk34336.62510所以：p(k)3(k)k0k109kk14420.

4、31410433410251.05410107.9510N/s42/62页眉272.晶格常数为0.25nm的一维晶格，当外加10V/m，10V/m的电场时，试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。kk解：根据：fqE得ttqE346.62510(0)9ta20.25108.28108s11921921.610101.61010(0)a13t8.2810s21971.610103/63页眉补充题1分别计算Si（100），（110），（111）面每平方厘米内的原子个数，即原子面密度（提示：先画出各晶面内原子的位置和分布图）Si在（100），（

5、110）和（111）面上的原子分布如图1所示：（a）(100)晶面（b）(110)晶面（c）(111)晶面114422142（100）：6.7810atom/cm2282aa(5.4310)11242424142（110）：9.5910atom/cm22aa2a11422424142（111）：7.8310atom/cm24/6433aa2a2页眉补充题2271一维晶体的电子能带可写为E（k)(coskacos2ka)，2ma88式中a为晶格常数，试求（1）布里渊区边界；（2）能带宽度；（3）电子在波矢k状态时的速度；*（4）能带底部电子的有效

6、质量mn；*（5）能带顶部空穴的有效质量mpdE(k)n解：（1）由0得kdka（n=0，1，2⋯）进一步分析k(2n1)，E（k）有极大值，a22E（k)MAX2mak2n时，E（k）有极小值a所以布里渊区边界为k(2n1)a22(2)能带宽度为E（k)E(k)MAXMIN2ma1dE1(3）电子在波矢k状态的速度v(sinkasin2ka)dkma4（4）电子的有效质量2*mmn2dE1(coskacos2ka)2dk25/65页眉2n*能带底部k所以mn2ma(2n1)(5)能带顶部k，a**且mpmn，*2m所以能带顶部空穴的有效质量m

7、p36/66