已知晶格常数为a的一维晶格，其导带和价带极小值附近能试求：1）禁带宽度；2）...

问答题 已知晶格常数为a的一维晶格，其导带和价带极小值附近能
试求：
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。

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1.问答题 某半导体价带顶附近能量色散关系可表示为：E（k）=E_max-10^-30k²（J），现将其中一波矢为
的电子移走，试求此电子留下的空穴的有效质量m^*_p，及速度v_p（k）.

价带顶附近等能面为球面，因此有效质量各向同性，均为：

2.问答题 已知室温（300K）下硅的禁带宽度E_g≈1.12eV，价带顶空穴和导带底电子的有效质量之比m^*_p/m^*_n≈0.55，导带的有效状态密度N_C≈2.8*10¹⁹/cm³，k_T≈0.026eV。试计算：
1）室温（300K）下，纯净单晶硅的本征费米能级E_i；
2）室温（300K）下，掺磷浓度为10¹⁶/cm³的n型单晶硅的费米能级E_F。

参考答案：

1）纯净单晶硅的本征费米能级E_i.

3.问答题室温下，p型半导体中的电子寿命为ι=350us，电子的迁移率u_n=3600cm^-2/（V·s）。试求电子的扩散长度。

参考答案：

根据爱因斯坦关系：

4.问答题500g的Si单晶，掺有4.5*10^-5g的B，设杂质全部电离，试求该材料的电阻率μ_p=500cm²/（V.S），硅单晶密度为2.33g/cm³，B原子量为10.8。

参考答案：

5.问答题0.1kg的Ge单晶，掺有3.2*10^-9kg的Sb，设杂质全部电离，试求该材料的电阻率μ_n=0.38m²/（V.S），Ge的单晶密度为5.32g/cm³，Sb原子量为121.8。

参考答案：

6.问答题掺有浓度为每立方米为10²²硼原子的硅材料，请计算300K。

参考答案：

7.问答题计算含有施主杂质浓度为N_D=9*10¹⁵cm^-3，及受主杂质浓度为1.1*10¹⁶cm³的硅在300K时的电子和空穴浓度以及费米能级的位置。

参考答案：

8.问答题 试分别说明：
1）在一定的温度下，对本征材料而言，材料的禁带宽度越窄，载流子浓度越高；
2）对一定的材料，当掺杂浓度一定时，温度越高，载流子浓度越高。

参考答案：1）在一定的温度下，对本征材料而言，材料的禁带宽度越窄，则跃迁所需的能量越小，所以受激发的载流子浓度随着禁带宽度的变窄而...

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9.问答题计算本征硅在室温时的电阻率。设电子迁移率和空穴迁移率分别为1350cm²/v˙s，和500cm²/v˙s。当掺入百万分之一的砷后，设杂质全部电离，计算其电导率比本征硅的电导率增大多少倍？n_i=1.5×10¹³/cm³。

参考答案：

10.问答题已知本征锗的电导率在310K时为3.56×10^-2S/cm，在273K时为0.42×10^-2S/cm，一个n型锗样品，在上述两个温度时，其施主杂质浓度N_D=10¹⁵/cm³。计算在上述两个温度n型锗样品的电导率。μ_n=3600cm²/v˙s，μ_p=1700cm²/v˙s。

参考答案：