ФИЗИКА ПОЛУПРОВОДНИКОВ

 

Профессор    П.П.Коноров

 

       1. Роль полупроводников в современной физике и технике. Вещества, относящиеся к полупроводникам. Особенности их кристаллической структуры и характер химической связи. Основные особенности электрических свойств полупроводников. Влияние примесей. Основы практического использования полупроводников.

       2. Особенности энергетического спектра электронов в полупроводниках. Характер дисперсионных зависимостей E(k) и эффективные массы электронов и дырок. Форма изоэнергетических поверхностей. Учет анизотропии кристаллических решеток. Прямые и непрямые полупроводники. Оптическое поглощение в полупроводниках. Экситоны.

       3. Статистика электронов в полупроводниках. Уровень электрохимического потенциала. Плотности состояний электронов и дырок. Концентрация электронов и дырок в случае собственной и примесной проводимости (невырожденный случай). Вырождение электронного газа и его критерии.

       4. Кинетические явления в полупроводниках. Кинетические коэффициенты и способы их определения. Кинетическое уравнение Больцмана. Время релаксации и вероятность рассеяния электронов и дырок в кристаллических решетках. Длина свободного пробега электронов и дырок в полупроводниках и границы ее применимости. Подвижность носителей заряда в полупроводниках (теоретический расчет и сравнение с экспериментом). Электропроводность полупроводников. Теплопроводность. Термоэлектрические явления. Гальвано- и термомагнитные явления в полупроводниках.

       5. Неравновесные носители заряда в полупроводниках и вопросы фотопроводимости. Энергетическое распределение неравновесных носителей заряда. Понятие о квазиуровнях Ферми. Генерация неравновесных носителей заряда. Захват и рекомбинация неосновных носителей заряда и основные ее особенности. Время жизни и интенсивность рекомбинации и захвата. Межзонная рекомбинация (линейный и квадратичный случай). Рекомбинация через ловушки и центры захвата. Основы теории статистики рекомбинации через ловушки (теория Шокан-Рида). Рекомбинационные центры и центры прилипания. Понятие о демаркационных уровнях. Роль центров прилипания в явлениях фотопроводимости. Понятие об излучательной рекомбинации. Поверхностная рекомбинация. Распространение неравновесных носителей заряда. Выражения для полного тока и уравнение непрерывности. Распространение неравновесных носителей заряда в монополярном случае (случай основных носителей заряда). Длина Дебая и время релаксации Максвелла. Случай неосновных носителей заряда. Опыт Шокли-Хайса по определению дрейфовой подвижности носителей заряда. Биполярный случай. Фотомагнитный эффект и эффект Дембера. Роль неравновесных носителей заряда в работе полупроводниковых приборов.

       6. Контактные и поверхностные явления в полупроводниках. Основные особенности контактных и поверхностных явлений. Поверхностные состояния. Контакт полупроводник-металл. p-n-переход. Их значение в полупроводниковом приборостроении. основные особенности поверхностных явлений в полупроводниках и их роль в современной микроэлектронике.

 

Литература

1. А.И.Ансельм "Введение в теорию полупроводников". 1978.

2. В.Л.Бонч-Бруевич, С.Г.Калашников "Физика полупроводников". 1977

3. П.С.Киреев"Физика полупроводников". 1969.

4. К.В.Шалимов "Физика полупроводников". 1971.

5. С.М.Рывкин "Фотоэлектрические явления в полупроводниках". 1963.

6. Г.Е.Пикус "Основы теории полупроводниковых приборов". 1965.

7. Г.П.Пека "Физика поверхности полупроводников". 1967.