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本征激发
本征激发
当温度一定时，价带电子受到激发而成为导
带电子的过程 。
激 发 后：
空的量子态（ 空穴）
价带电子
激 发 前：
导带电子
将价带电子的导电作用等效为带正电荷的准粒子的导电作用。
空穴的主要特征：
A、荷正电：+q；
B、空穴浓度表示为p（电子浓度表示为n）；
C、EP=-En
D、mP*=-mn*
导带
导带
半满带
禁带
价带
禁带
价带
满带
绝缘体、半导体和导体的能带示意图
绝缘体
半导体
导体
常温下：
Si：Eg=1.12 eV
Ge: Eg=0.67 eV
GaAs: Eg =1.43 eV
因此，在半导体中存在两种载流子：
（1）电子； （2）空穴；
而在本征半导体中，n=p。
空穴与导电电子
AlN晶体的能带特点
对纤锌矿结构
直接带隙
导带极小值与价带极大值在 点
对闪锌矿结构
间接带隙
导带极小值在 X 点，价带极大值在 点
第一章 小结
●在完整的半导体中，电子的能谱是一些密集的能级组成的带（能带），能带与能带之间被禁带隔开。在每个能带中，电子的能量E可表示成波矢的函数E(k)。在绝对零度时，完全被电子充满的最高能带，称为价带，能量最低的空带称为导带。
●有效质量的概念及物理意义。
●两种载流子的比较
价带附近的空状态，称为空穴。可以把它看成是一个携带电荷（+q)、以与空状态相对应的电子速度运动的粒子。空穴具有正的有效质量。
●直接带隙半导体和间接带隙半导体
右图为能量曲线E(k)的形状，试回答：
（1）在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个带中，哪一个带的电子有效质量数值最小？
（2）在考虑Ⅰ、Ⅱ两个带充满电子，而第Ⅲ个带全空的情况，如果少量电子进入第Ⅲ个带，在Ⅱ带中产生同样数目的空穴，那么Ⅱ带中的空穴有效质量同Ⅲ带中的电子有效质量相比，是一样、还是大或小？
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
-π/a
π/a
P13图1-10(c)
第一章 习题 半导体中的电子状态
1、什么叫本征激发？温度越高，本征激发的载流子越多，为什么？试定性说明之。
2、试定性说明Ge、Si的禁带宽度具有负温度系数的原因。
3、试指出空穴的主要特征。
4、简述Ge、Si和GaAS的能带结构的主要特征。
5、某一维晶体的电子能带为
其中E0=3eV，晶格常数a=5х10-11m。求：
（1）能带宽度；
（2）能带底和能带顶的有效质量。

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