半导体物理学试题库.doc
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一．填空题
1．能带中载流子的有效质量反比于能量函数对于波矢的_________，引入有效质量的意义在于其反映了晶体材料的_________的作用。
（二阶导数，内部势场）
2．半导体导带中的电子浓度取决于导带的_________（即量子态按能量如何分布）和_________（即电子在不同能量的量子态上如何分布）。
（状态密度，费米分布函数）
3．两种不同半导体接触后, 费米能级较高的半导体界面一侧带________电，达到热平衡后两者的费米能级________。
（正，相等）
4．半导体硅的价带极大值位于空间第一布里渊区的中央，其导带极小值位于________方向上距布里渊区边界约0.85倍处，因此属于_________半导体。
（[100]，间接带隙）
5．间隙原子和空位成对出现的点缺陷称为_________；形成原子空位而无间隙原子的点缺陷称为________。
（弗仑克耳缺陷，肖特基缺陷）
6．在一定温度下，与费米能级持平的量子态上的电子占据概率为_________，高于费米能级2kT能级处的占据概率为_________。
（1/2，1/1+exp
（2））
7．从能带角度来看，锗、硅属于_________半导体，而砷化稼属于_________半导体，后者有利于光子的吸收和发射。
（间接带隙，直接带隙）
8．通常把服从_________的电子系统称为非简并性系统，服从_________的电子系统称为简并性系统。
（玻尔兹曼分布，费米分布）
9.对于同一种半导体材料其电子浓度和空穴浓度的乘积与_________有关，而对于不同的半导体材料其浓度积在一定的温度下将取决于_________的大小。
（温度，禁带宽度）
10.半导体的晶格结构式多种多样的，常见的Ge和Si材料，其原子均通过共价键四面体相互结合，属于________结构；与Ge和Si晶格结构类似，两种不同元素形成的化合物半导体通过共价键四面体还可以形成_________和纤锌矿等两种晶格结构。
（金刚石，闪锌矿）
11.如果电子从价带顶跃迁到导带底时波矢k不发生变化，则具有这种能带结构的半导体称为_________禁带半导体，否则称为_________禁带半导体。
（直接，间接）
12.半导体载流子在输运过程中，会受到各种散射机构的散射，主要散射机构有_________、 _________ 、中性杂质散射、位错散射、载流子间的散射和等价能谷间散射。
（电离杂质的散射，晶格振动的散射）
13.半导体中的载流子复合可以有很多途径，主要有两大类：
_________的直接复合和通过禁带内的_________进行复合。
（电子和空穴，复合中心）
14.反向偏置pn结，当电压升高到某值时，反向电流急剧增加，这种现象称为pn结击穿，主要的击穿机理有两种：
_________击穿和_________击穿。
（雪崩，隧道）
15._________杂质可显著改变载流子浓度；_________杂质可显著改变非平衡载流子的寿命，是有效的复合中心。
（浅能级，深能级）
二．选择题
1．本征半导体是指 （A）的半导体。
A．不含杂质和缺陷B．电阻率最高
C．电子密度和空穴密度相等D．电子密度与本征载流子密度相等
2.如果一半导体的导带中发现电子的几率为零，那么该半导体必定（D）。
A.不含施主杂质B.不含受主杂质
C.不含任何杂质D.处于绝对零度
3.有效复合中心的能级必靠近（ A ）。
A.禁带中部 B.导带 C.价带 D.费米能级
4．对于只含一种杂质的非简并n型半导体，费米能级EF随温度上升而（D）。
A.单调上升B.单调下降
C.经过一个极小值趋近EiD.经过一个极大值趋近Ei
5.当一种n型半导体的少子寿命由直接辐射复合决定时，其小注入下的少子寿命正比于（A）。
A.1/n0 B.1/△n C.1/p0 D.1/△p
6.在Si材料中掺入P，则引入的杂质能级（B）
A.在禁带中线处B.靠近导带底C.靠近价带顶D.以上都不是
7．公式中的τ是半导体载流子的（C）。
A.迁移时间B.寿命
C.平均自由时间D.扩散时间
8.对于一定的n型半导体材料，温度一定时，减少掺杂浓度，将导致（D）靠近Ei。
A.EcB.Ev
C.EgD.EF
9.在晶体硅中掺入元素（B）杂质后，能形成N型半导体。
A.锗 B.磷 C.硼 D.锡
10.对大注入条件下，在一定的温度下，非平衡载流子的寿命与（D）。
A．平衡载流子浓度成正比B．非平衡载流子浓度成正比
C．平衡载流子浓度成反比D．非平衡载流子浓度成反比
11.重空穴是指（C）
A.质量较大的原子组成的半导体中的空穴
B.价带顶附近曲率较大的等能面上的空穴
C.价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴
D.自旋－轨道耦合分裂出来的能带上的空穴
12.电子在导带能级中分布的概率表达式是（C）。
A.B.C.D.
13.如在半导体中以长声学波为主要散射机构是，电子的迁移率与温度的（B）。
A.平方成正比B.次方成反比
C.平方成反比D.次方成正比
14.把磷化镓在氮气氛中退火，会有氮取代部分的磷，这会在磷化镓中出现（D）。
A.改变禁带宽度B.产生复合中心
C.产生空穴陷阱D.产生等电子陷阱
15.一般半导体器件使用温度不能超过一定的温度，这是因为载流子浓度主要来源于_________，而将_________忽略不计。
（A）
A.杂质电离，本征激发 B.本征激发，杂质电离
C.施主电离，本征激发D.本征激发，受主电离
16..一块半导体寿命τ=15µs，光照在材料中会产生非平衡载流子，光照突然停止30µs后，其中非平衡载流子将衰减到原来的（C）。
A.1/4B.1/eC.1/e2D.1/2
17.半导体中由于浓度差引起的载流子的运动为（ B）。
A. 漂移运动 B. 扩散运动 C. 热运动 D.共有化运动
18.硅导带结构为（D）。
A.位于第一布里渊区内沿<100>方向的6个球形等能面
B.一半位于第一布里渊区内沿<111>方向的6个球形等能面
C.一半位于第一布里渊区内沿<111>方向的8个椭球等能面
D.位于第一布里渊区内沿<100>方向的6个椭球等能面
19.杂质半导体中的载流子输运过程的散射机构中，当温度升高时，电离杂质散射的概率和晶格振动声子的散射概率的变化分别是（B）。
A.变大，变小B.变小，变大C.变小，变小D.变大，变大
20.与半导体相比较，绝缘体的价带电子激发到导带所需的能量（A）。
A.比半导体的大B.比半导体的小
C.与半导体的相等D.不确定
21.一般半导体它的价带顶位于_________，而导带底位于_________。
（D）
A.波矢k=0或附近，波矢k≠0 B.波矢k≠0，波矢k=0或附近
C.波矢k=0，波矢k≠0D.波矢k=0或附近，波矢k≠0或k=0
22.锗的晶格结构和能带结构分别是（ C ）。
A. 金刚石型和直接禁带型 B. 闪锌矿型和直接禁带型
C. 金刚石型和间接禁带型 D. 闪锌矿型和间接禁带型
23.如果杂质既有施主的作用又有受主的作用，则这种杂质称为（D）。
A.施主B.复合中心C.陷阱D.两性杂质
24.杂质对于半导体导电性能有很大影响，下面哪两种杂质分别掺杂在硅中能显著地提高硅的导电性能（C）。
A.硼或铁B.铁或铜 C.硼或磷D.金或银
25.当施主能级ED与费米能级EF相等时，电离施主的浓度为施主浓度的（C）倍；
A.1 B.1/2C.1/3D.1/4
26.同一种施主杂质掺入甲、乙两种半导体，如果甲的相对介电常数εr是乙的3/4，mn*/m0值是乙的2倍，那么用类氢模型计算结果是（D）。
A.甲的施主杂质电离能是乙的8/3，弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/4
B.甲的施主杂质电离能是乙的3/2，弱束缚电子基态轨道半径为乙的32/9
C.甲的施主杂质电离能是乙的16/3，弱束缚电子基态轨道半径为乙的8/3
D.甲的施主杂质电离能是乙的32/9，的弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/8
27.本征半导体费米能级的表达式是。
（B）
A.B.
C.D.
28.载流子在电场作用下的运动为（ A）。
A. 漂移运动 B. 扩散运动 C. 热运动 D.共有化运动
29.下面情况下的材料中，室温时功函数最大的是（A）。
A.含硼1×1015cm-3的硅B.含磷1×1016cm-3的硅
C.含硼1×1015cm-3，磷1×1016cm-3的硅D.纯净的硅
30.一般可以认为，在温度不很高时，能量大于费米能级的量子态基本上_________，而能量小于费米能级的量子态基本上为__________，而电子占据费米能级的概率在各种温度下总是_________，所以费米能级的位置比较直观地标志了电子占据量子态的情况，通常就说费米能级标志了电子填充能级的水平。
（A）
A.没有被电子占据，电子所占据，1/2B.电子所占据，没有被电子占据，1/2
C.没有被电子占据，电子所占据，1/3D.电子所占据，没有被电子占据，1/3
三．简答题
1．简要说明费米能级的定义、作用和影响因素。
答：
电子在不同能量量子态上的统计分布概率遵循费米分布函数：
费米能级EF是确定费米分布函数的一个重要物理参数，在绝对零度是，费米能级EF反映了未占和被占量子态的能量分界线，在某有限
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