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第一章 固体物理基础1

1 波动方程和量子力学概要1

1.1 玻尔的经典量子论和氢原子模型1

1.2 光和物质的粒子性和波动性3

1.3 薛定谔波动方程5

1.4 类氢原子的波动方程和本征态10

1.5 微扰法14

2 统计力学概要19

3 原子间相互作用力和固体的形成24

习题29

4.1 晶体与对称性31

4 晶体结构31

第二章 固体原子论31

4.2 倒易晶格36

5 由晶格引起的波衍射38

5.1 布喇格定律和劳厄衍射条件39

5.2 X射线衍射的实验方法42

6 晶格缺陷43

6.1 晶格缺陷的种类43

6.2 原子的扩散47

7 晶格振动和声子49

7.1 连续介质中声波的传播49

7.2 一维单原子晶格振动50

7.3 一维双原子晶格振动53

8.1 晶格比热57

8 晶格比热和热传导57

8.2 晶格比热的爱因斯坦模型58

8.3 热传导60

习题62

第三章 固体电子论64

9 自由电子理论64

9.1 一维自由电子64

9.2 三维自由电子68

9.3 电导70

9.4 电子比热和热传导73

10.1 布洛赫定理75

10 周期势场和布洛赫定理75

10.2 克龙尼格-潘纳模型78

11 能带模型83

11.1 准自由电子近似83

11.2 紧束缚近似90

12 布里渊区98

13 周期势场中的电子和有效质量101

14 能量状态密度104

15 固体的电导和空穴106

15.1 电导和空穴106

15.2 导体、绝缘体、本征半导体109

15.3 施主和受主110

附录A 相速度和群速度113

习题113

第四章 半导体的电学性质115

16 热平衡状态下的电子分布115

16.1 本征半导体116

16.2 杂质半导体120

17 载流子的散射机理和霍尔效应125

17.1 由声学波声子引起的散射126

17.2 由光学波声子引起的散射130

17.3 由电离杂质引起的散射131

17.4 霍尔效应135

18 玻耳兹曼输运方程和电导138

19 磁阻效应145

20 半导体的能带结构147

21 少数载流子的注入和复合152

21.1 少数载流子的注入和准费米能级152

21.2 非平衡少数载流子的连续方程和扩散154

21.3 复合和肖克莱-里德模型158

22 强电场现象164

22.1 热电子164

22.2 碰撞电离和电子雪崩168

22.3 齐纳效应173

22.4 固体等离子体174

23 强磁场中的物理性质175

24 空间电荷限制电流177

习题181

附录B 电子在施主能级和受主能级中的分布182

附录C 各种散射过程和弛豫时间185

第五章 半导体的光学性质188

25 半导体和电磁波的相互作用188

26 半导体的光吸收191

26.1 半导体光吸收的分类191

26.2 自由载流子吸收192

26.3 带间跃迁的选择定则193

26.4 直接跃迁吸收196

26.5 间接跃迁吸收201

26.6 激子吸收203

27 光谱限和能带结构205

28 光电导效应209

29.1 丹倍效应212

29 光生伏打效应212

29.2 光电磁效应213

29.3 由界面电场引起的光生伏打效应214

30 半导体的发光216

30.1 辐射复合和非辐射复合216

30.2 辐射复合和光吸收的关系218

30.3 光致发光221

30.4 等电子陷阱222

31 非线性光学现象225

31.1 玻克尔斯效应和克尔效应226

31.2 二次谐波发生229

32.1 带间跃迁和弗朗兹-凯尔迪什效应232

32 强电场下的光学特性232

32.2 电光效应234

32.3 调制光谱法236

习题238

附录D 光在各向异性介质中的传播240

第六章 半导体的声子特性243

33 热导率243

34 热电效应245

34.1 塞贝克效应245

34.2 珀耳帖效应249

35 声电效应和超声波放大250

36.1 压电效应256

36 半导体的压力效应256

36.2 能带的压力效应和压阻效应261

习题262

附录E 由传导载流子引起的热导率和热电效应263

参考文献268

参考书270

习题解答和提示272

主要半导体的谱限能量（300K）285

主要半导体的能带结构和谱限的表示286

第七章 半导体界面物理289

37 半导体表面的特性289

38 半导体表面（清洁表面和实际表面）289

39.1 p-n结的能带图294

39 p-n结294

39.2 p-n结的过渡区和势垒电容298

39.3 p-n结的扩散电流和整流特性303

39.4 p-n结的过剩电流307

39.5 p-n结的强电场现象312

40 异质结320

40.1 异质结及其界面320

40.2 异质结的阻挡层325

40.3 异质结阻挡层的特性328

41 金属-半导体界面329

41.1 金属表面和肖特基效应329

41.2 肖特基势垒333

41.3 肖特基势垒的整流特性337

41.4 金属和半导体的欧姆接触339

42 半导体-电介质界面340

43 晶粒间界345

习题348

第八章 半导体电子器件物理351

44 肖特基势垒二极管（SBD）351

45 齐纳二极管和江崎二极管355

46 双极型晶体管360

46.1 晶体管作用360

46.2 结型晶体管的原理和静态特性361

46.3 工作特性和α＊,β,γ365

46.4 α截止频率和优值368

46.5 漂移晶体管372

47 闸流晶体管374

47.1 闸流晶体管及其种类374

47.2 可控硅的工作原理和电压-电流特性376

48 单极晶体管380

48.1 场效应晶体管原理380

48.2 结栅型场效应晶体管381

48.3 绝缘栅型场效应晶体管383

49 电荷转移器件389

49.1 CCD390

49.2 BBD396

50.1 半导体不挥发性存贮器397

50 MOS存贮器件397

50.2 MNOS存贮器件398

51 渡越时间器件402

52 转移电子器件408

52.1 谷间转移和负微分迁移率408

52.2 高场畴和电流振荡410

52.3 微波振荡器件413

52.4 功能逻辑器件415

53 表面声波器件416

习题419

54 光电探测器422

54.1 光敏电阻422

第九章 光电子器件物理422

54.2 光电二极管427

54.3 高速光电二极管432

54.4 太阳电池434

55 半导体发光器件440

55.1 注入型电致发光440

55.2 发光二极管（LED）444

55.3 半导体激光器447

55.4 本征发光和本征发光器件456

56 布里渊散射和光偏向器件460

第十章 无定形半导体的物理性质464

57 无定形半导体的特征464

58 无定形半导体的基本性质466

59 无定形半导体的状态密度469

60 无定形半导体的电学性质471

60.1 迁移率隙和能带传导迁移率471

60.2 经过定域态能级的载流子迁移473

60.3 强电场现象479

61 无定形半导体的光学性质483

62 可逆相变486

63 内部积蓄能量及性质的变化489

参考文献494

参考书495

习题解答和提示496

主要半导体的电子物理常数498