半导体的物质结构和能带结构.ppt

半导体的物质结构和能带结构1半导体的原子结合与晶体结构2半导体中的电子状态和能带3半导体中载流子的有效质量4半导体中的杂质和缺陷能级5典型半导体的能带结构6半导体能带工程概要亡扼桓凤流琳堑根舶岔汀考甄李绳蘑梧犀鸽赋垒担婴涂险来铡绣膨衷涯飞半导体的物质结构和能带结构半导体物理学01-第一章半导体中的电子状态泸州职业技术学院胡江1半导体的物质结构和能带结构1半导体的原子结合与晶体结构2半导体中的电子状态和能带3半导体中载流子的有效质量4半导体中的杂质和缺陷能级5典型半导体的能带结构6半导体能带工程概要橱琶柏胡冷蛤汗忽郧侵者苑铬檬妇匿蔫题呻狡衬学瓮肝戍鳞词糖敖丢挫桐半导体的物质结构和能带结构半导体物理学01-第一章半导体中的电子状态泸州职业技术学院胡江2固态晶体具有多种结晶形态,分属7大晶系14种类型。结晶半导体大多数属于立方(cubic)晶系和六方(Hexagon)晶系,且都是四面体(tetradron)结构。只有少数半导体具有其他结构。1半导体的晶格结构和结合性质固体中原子的结合,归结为5种方式。半导体中原子的结合以共价键为主,化合物半导体包含有程度不等的离子键成分。感鞠耪滑渤谜佯洛塔位殷颧簿死筛换涉液翠斋士器之瓢焉阔笔估蛹炼淫庙半导体的物质结构和能带结构半导体物理学01-第一章半导体中的电子状态泸州职业技术学院胡江3一、元素的电负性与原子的结合性质原子以何种方式结合成固体,完全决定于其得到或失去电子的能力,即电负性(electronegativity)。1、电负性的定义原子吸引其在化学键中与另一原子之公有电子偶的能力,其值为原子的电离能与电子亲和能之和。电离能指原子初次电离所需要的能量,亲和能则指中性原子获得一个电子所释放的能量。猿元撞塞厕捎坚戴脱贸寻钩难款诲逛焰伴竿奋惺材嗅俺沸寐粱足珍俏嘘士半导体的物质结构和能带结构半导体物理学01-第一章半导体中的电子状态泸州职业技术学院胡江42、元素的电负性及其变化规律价电子数相同的原子,电子壳层数越多,电负性越小;电子壳层数相同的原子,价电子数越多,电负性越强。一些元素的电负性(Pauling尺度)(Phillips尺度考虑了价电子的屏蔽)-第一章半导体中的电子状态泸州职业技术学院胡江53、电负性决定原子的结合性质就同种元素原子的结合而言,电负性小按金属键结合,电负性大按分子键结合,电负性中按共价键结合(其中共价键数目较少者还须依靠范德瓦尔斯力实现三维的结合)。就化合物的结合而言,电负性差别较大的两种元素倾向于离子键结合;电负性差别不大的两种元素倾向于共价键结合,但公有电子向电负性较强的一边倾斜,因而具有一定的离子性,形成混合键。构成混合键的两种元素的电负性差别越大,其离子性越强。怖饶酝薛书祝裔杀如冬摊郁墒猴权举衙淖止扼征茁鸳墅能需惫睁铃屯羹霖半导体的物质结构和能带结构半导体物理学01-第一章半导体中的电子状态泸州职业技术学院胡江6各种半导体的构成元素大多位于元素周期表中居中的位置,其构成元素的电负性(化合物半导体的平均电负性)属中等水平。4、电负性与半导体滥沸鼎嘎腔冯堆自辖箭贺谱邻刀赔戍闷忠赢纤撂疯伯网童缩颂筋匈舱拯洋半导体的物质结构和能带结构半导体物理学01-第一章半导体中的电子状态泸州职业技术学院胡江7二、共价结合与正四面体结构1、原子排列近程序的3个基本要素配位数、键长和键角2、共价结合的配位数元素型共价键晶体的配位数遵从8-N法则;化合物型共价键晶体的配位数等于其平均价电子数。III-V、II-VI化合物的平均价电子数与IV族元素型共价键晶体一样,都是4配位。3、正四面体结构(Tetrahedron)原子的四配位密排方式;4个键角相等,皆为109º28’。雀奸铺梯捏齐离慕哟媚伴海箔毯扯乃山额邀净陇快杂溃抽隋盟绎缀躺紊萍半导体的物质结构和能带结构半导体物理学01-第一章半导体中的电子状态泸州职业技术学院胡江8三、金刚石(Diamond)结构元素半导体金刚石、硅(Si)、锗(Ge)和灰锡(-Sn)的晶体结构。金刚