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刘恩科 、 朱秉升 、 罗晋生 作者 / 电子工业出版社 / 2017-07 / 平装
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"十二五"普通高等教育本科国家级规划教材·电子科学与技术类专业精品教材:半导体物理学(第7版)
本书以正确阐述物理概念为主,辅以必要的数学推导,理论分析有一定深度,但又不是把基本物理概念淹没在繁琐的数学运算中,使读者通过学习,达到对半导体中的各种基本物理现象有一全面正确的概念,建立起清晰的半导体物理图像,为后续课程的学习,研究工作的开展,理解各种半导体器件,集成电路的工作机理打下良好的基础。
西安交通大学电子与信息工程学院微电子学系教授﹑博士生导师,一直从事教学及科研工作。对本科生讲授过《普通物理学》﹑《原子物理学》﹑《固体物理学》 ﹑《半导体物理学》,《半导体物理与器件》﹑《半导体器件工艺》﹑《半导体物理与工艺实验》。对硕士生讲授过《太阳电池物理》﹑《半导体集成光学》。对博士生讲授过《半导体光电子学和光集成》等课程。
第1章半导体中的电子状态1.1半导体的晶格结构和结合性质1.1.1金刚石型结构和共价键1.1.2闪锌矿型结构和混合键1.1.3纤锌矿型结构1.2半导体中的电子状态和能带1.2.1原子的能级和晶体的能带1.2.2半导体中电子的状态和能带1.2.3导体、半导体、绝缘体的能带1.3半导体中电子的运动有效质量1.3.1半导体中E(k)与k的关系1.3.2半导体中电子的平均速度1.3.3半导体中电子的加速度1.3.4有效质量的意义1.4本征半导体的导电机构空穴1.5回旋共振1.5.1k空间等能面1.5.2回旋共振1.6硅和锗的能带结构1.6.1硅和锗的导带结构1.6.2硅和锗的价带结构1.7Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体的能带结构1.7.1锑化铟的能带结构1.7.2砷化镓的能带结构1.7.3磷化镓和磷化铟的能带结构1.7.4混合晶体的能带结构1.8Ⅱ—Ⅵ族化合物半导体的能带结构1.8.1二元化合物的能带结构1.8.2混合晶体的能带结构1.9Si1—xGex合金的能带1.10宽禁带半导体材料1.10.1GaN、AlN的晶格结构和能带1.10.2SiC的晶格结构与能带习题参考资料第2章半导体中杂质和缺陷能级2.1硅、锗晶体中的杂质能级2.1.1替位式杂质间隙式杂质2.1.2施主杂质、施主能级2.1.3受主杂质、受主能级2.1.4浅能级杂质电离能的简单计算2.1.5杂质的补偿作用2.1.6深能级杂质2.2Ⅲ—Ⅴ族化合物中的杂质能级2.3氮化镓、氮化铝、碳化硅中的杂质能级2.4缺陷、位错能级2.4.1点缺陷2.4.2位错习题参考资料5第3章半导体中载流子的统计分布3.1状态密度3.1.1k空间中量子态的分布3.1.2状态密度3.2费米能级和载流子的统计分布3.2.1费米分布函数3.2.2玻耳兹曼分布函数3.2.3导带中的电子浓度和价带中的空穴浓度3.2.4载流子浓度乘积n0p03.3本征半导体的载流子浓度3.4杂质半导体的载流子浓度3.4.1杂质能级上的电子和空穴3.4.2n型半导体的载流子浓度3.5一般情况下的载流子统计分布3.6简并半导体3.6.1简并半导体的载流子浓度3.6.2简并化条件3.6.3低温载流子冻析效应3.6.4禁带变窄效应3.7电子占据杂质能级的概率3.7.1电子占据杂质能级概率的讨论3.7.2求解统计分布函数习题参考资料第4章半导体的导电性4.1载流子的漂移运动和迁移率4.1.1欧姆定律4.1.2漂移速度和迁移率4.1.3半导体的电导率和迁移率4.2载流子的散射4.2.1载流子散射的概念4.2.2半导体的主要散射机构4.3迁移率与杂质浓度和温度的关系4.3.1平均自由时间和散射概率的关系4.3.2电导率、迁移率与平均自由时间的关系4.3.3迁移率与杂质和温度的关系4.4电阻率及其与杂质浓度和温度的关系4.4.1电阻率和杂质浓度的关系4.4.2电阻率随温度的变化4.5玻耳兹曼方程、电导率的统计理论4.5.1玻耳兹曼方程4.5.2弛豫时间近似4.5.3弱电场近似下玻耳兹曼方程的解4.5.4球形等能面半导体的电导率4.6强电场下的效应、热载流子4.6.1欧姆定律的偏离4.6.2平均漂移速度与电场强度的关系4.7多能谷散射、耿氏效应4.7.1多能谷散射、体内负微分电导4.7.2高场畴区及耿氏振荡习题参考资料第5章非平衡载流子5.1非平衡载流子的注入与复合5.2非平衡载流子的寿命5.3准费米能级5.4复合理论5.4.1直接复合5.4.2间接复合5.4.3表面复合5.4.4俄歇复合5.5陷阱效应5.6载流子的扩散运动5.7载流子的漂移扩散,爱因斯坦关系式5.8连续性方程式5.9硅的少数载流子寿命与扩散长度参考资料第6章pn结6.1pn结及其能带图6.1.1pn结的形成和杂质分布6.1.2空间电荷区6.1.3pn结能带图6.1.4pn结接触电势差6.1.5pn结的载流子分布6.2pn结电流电压特性6.2.1非平衡状态下的pn结6.2.2理想pn结模型及其电流电压方程6.2.3影响pn结电流电压特性偏离理想方程的各种因素6.3pn结电容6.3.1pn结电容的来源6.3.2突变结的势垒电容6.3.3线性缓变结的势垒电容6.3.4扩散电容6.4pn结击穿6.4.1雪崩击穿6.4.2隧道击穿(齐纳击穿)6.4.3热电击穿6.5pn结隧道效应习题参考资料第7章金属和半导体的接触7.1金属半导体接触及其能级图7.1.1金属和半导体的功函数7.1.2接触电势差7.1.3表面态对接触势垒的影响7.2金属半导体接触整流理论7.2.1扩散理论7.2.2热电子发射理论7.2.3镜像力和隧道效应的影响7.2.4肖特基势垒二极管7.3少数载流子的注入和欧姆接触7.3.1少数载流子的注入7.3.2欧姆接触习题参考资料第8章半导体表面与MIS结构8.1表面态8.2表面电场效应8.2.1空间电荷层及表面势8.2.2表面空间电荷层的电场、电势和电容8.3MIS结构的C—V特性8.3.1理想MIS结构的C—V特性8.3.2金属与半导体功函数差对MIS结构C—V特性的影响8.3.3绝缘层中电荷对MIS结构C—V特性的影响8.4硅—二氧化硅系统的性质8.4.1二氧化硅中的可动离子8.4.2二氧化硅层中的固定表面电荷8.4.3在硅—二氧化硅界面处的快界面态8.4.4二氧化硅中的陷阱电荷8.5表面电导及迁移率8.5.1表面电导8.5.2表面载流子的有效迁移率8.6表面电场对pn结特性的影响8.6.1表面电场作用下pn结的能带图8.6.2表面电场作用下pn结的反向电流8.6.3表面电场对pn结击穿特性的影响8.6.4表面纯化习题参考资料第9章半导体异质结构9.1半导体异质结及其能带图9.1.1半导体异质结的能带图9.1.2突变反型异质结的接触电势差及势垒区宽度9.1.3突变反型异质结的势垒电容9.1.4突变同型异质结的若干公式9.2半导体异质pn结的电流电压特性及注入特性9.2.1突变异质pn结的电流—电压特性9.2.2异质pn结的注入特性9.3半导体异质结量子阱结构及其电子能态与特性9.3.1半导体调制掺杂异质结构界面量子阱9.3.2双异质结间的单量子阱结构9.3.3双势垒单量子阱结构及共振隧穿效应9.4半导体应变异质结构9.4.1应变异质结9.4.2应变异质结构中应变层材料能带的改性9.5GaN基半导体异质结构9.5.1GaN,AlGaN和InGaN的极化效应9.5.2AlxGa1—xN/GaN异质结构中二维电子气的形成9.5.3InxGa1—xN/GaN异质结构9.6半导体超晶格习题参考资料第10章半导体的光学性质和光电与发光现象10.1半导体的光学常数10.1.1折射率和吸收系数10.1.2反射系数和透射系数10.2半导体的光吸收10.2.1本征吸收10.2.2直接跃迁和间接跃迁10.2.3其他吸收过程10.3半导体的光电导10.3.1附加电导率10.3.2定态光电导及其弛豫过程10.3.3光电导灵敏度及光电导增益10.3.4复合和陷阱效应对光电导的影响10.3.5本征光电导的光谱分布10.3.6杂质光电导10.4半导体的光生伏特效应10.4.1pn结的光生伏特效应10.4.2光电池的电流电压特性10.5半导体发光10.5.1辐射跃迁10.5.2发光效率10.5.3电致发光激发机构10.6半导体激光10.6.1自发辐射和受激辐射10.6.2分布反转10.6.3pn结激光器原理10.6.4激光材料10.7半导体异质结在光电子器件中的应用10.7.1单异质结激光器10.7.2双异质结激光器10.7.3大光学腔激光器习题参考资料第11章半导体的热电性质11.1热电效应的一般描述11.1.1塞贝克效应11.1.2珀耳帖效应11.1.3汤姆逊效应11.1.4塞贝克系数、珀耳帖系数和汤姆逊系数间的关系11.2半导体的温差电动势率11.2.1一种载流子的热力学温度电动势率11.2.2两种载流子的热力学温度电动势率11.2.3两种材料的温差电动势率11.3半导体的珀耳帖效应11.4半导体的汤姆逊效应11.5半导体的热导率11.5.1载流子对热导率的贡献11.5.2声子对热导率的贡献11.6半导体热电效应的应用习题参考资料第12章半导体磁和压阻效应12.1霍耳效应12.1.1一种载流子的霍耳效应12.1.2载流子在电磁场中的运动12.1.3两种载流子的霍耳效应12.1.4霍耳效应的应用12.2磁阻效应12.2.1物理磁阻效应12.2.2几何磁阻效应12.2.3磁阻效应的应用12.3磁光效应12.3.1朗道(Landau)能级12.3.2带间磁光吸收12.4量子化霍耳效应12.5热磁效应12.5.1爱廷豪森效应12.5.2能斯脱效应12.5.3里纪—勒杜克效应12.6光磁电效应12.6.1光扩散电势差12.6.2光磁电效应12.7压阻效应12.7.1压阻系数12.7.2液体静压强作用下的效应12.7.3单轴拉伸或压缩下的效应12.7.4压阻效应的应用习题参考资料第13章非晶态半导体13.1非晶态半导体的结构13.2非晶态半导体中的电子态13.2.1无序体系中电子态的定域化13.2.2迁移率边13.2.3非晶态半导体的能带模型13.2.4非晶态半导体的化学键结构13.3非晶态半导体中的缺陷、隙态与掺杂效应13.3.1四面体结构非晶态半导体中的缺陷和隙态13.3.2硫系非晶态半导体的缺陷与缺陷定域态13.3.3Ⅳ族元素非晶态半导体的掺杂效应13.4非晶态半导体中的电学性质13.4.1非晶态半导体的导电机理13.4.2非晶态半导体的漂移迁移率13.4.3非晶态半导体的弥散输运过程13.5非晶态半导体中的光学性质13.5.1非晶态半导体的光吸收13.5.2非晶态半导体的光电导13.6aSi∶H的pn结与金—半接触特性参考资料附录A常用物理常数和能量表达变换表附录B半导体材料物理性质表附录C主要参数符号表参考文献
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图2
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开播时间:09月02日 10:30