半导体物理学刘恩科习题答案权威修订版

半导体物理学刘恩科习题答案权威

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半导体物理学 刘恩科第七版习题答案

---------课后习题解答一些有错误的地方经过了改正和修订！

第一章 半导体中的电子状态

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：

?2k2?2(k?k1)2?2k213?2k2 Ec? ?,EV(k)??3m0m06m0m0m0为电子惯性质量，k1?（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 解：k1?（1）

导带：dEC2?2k2?2(k?k1)由???0dk3m0m03k14d2Ec2?22?28?2又因为：2????0dk3m0m03m0得：k?3?2k1(1.054?10?34?1010)2?17所以：在k?k1处，Ec取极小值Ec???3.05*10J?3144m04?9.108?10价带：dEV6?2k???0得k?0dkm0d2EV6?2?2k21又因为2???0,所以k?0处，EV取极大值EV(k)?dkm06m03?2k1?2k21?2k12(1.054?10?34?1010)2因此：Eg?EC(k1)?EV(0)?????1.02*10?17J ?3144m06m012m012?9.108?1022?a,a?0.314nm。试求：

?a??0.314?10?9＝1010

2

(2)m*nC?2?2dECdk23?m0 83k?k14(3)m*nV?2?2dEVdk2??k?01m06

(4)准动量的定义：p??k所以：?p?(?k)3k?k14?(?k)k?0336.625?10?34???k1?0???442?0.314?10?93??1.054?10?34?1010?7.95?10?25N/s4

2. 晶格常数为的一维晶格，当外加10V/m，10 V/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。 解：根据：f?qE????k?k 得?t? ?t?qE2

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6.625?10?34???(0?)??9?8a2?0.25?10?t1???8.28?10s?192?192?1.6?10?10?1.6?10?10

??(0?)?13a?t2??8.28?10s?197?1.6?10?10

?第二章 半导体中杂质和缺陷能级

7. 锑化铟的禁带宽度Eg=，相对介电常数

r

=17，电子的有效质量

m*n =, m0为电子的惯性质量，求①施主杂质的电离能，②施主的弱束缚电子基态轨道半径。

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