2017年山东建筑大学复试半导体物理考研大纲

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山东建筑大学硕士研究生入学考试
《半导体物理》考试大纲
本大纲适用于山东建筑大学凝聚态物理的硕士研究生入学考试。半导体物理
学是现代微电子学与固体电子学的重要基础理论课程，它的主要内容包括半导体
的晶格结构和电子状态；杂质和缺陷能级；载流子的统计分布；载流子的散射及
电导问题；非平衡载流子的产生、复合及其运动规律；半导体的表面和界面─包
括 p－n 结、金属半导体接触、半导体表面及 MIS 结构、异质结；半导体的光、
热、磁、压阻等物理现象和非晶半导体部分。要求考生对其基本概念有较深入的
了解，能够系统地掌握书中基本定律的推导、证明和应用，并具有综合运用所学
知识分析问题和解决问题的能力。
（一）半导体的晶格结构和电子状态
1．了解半导体的晶格结构和结合性质的基本概念。
2．理解半导体中的电子状态和能带的基本概念。
3．掌握半导体中的电子运动规律，理解有效质量的意义。
4．理解本征半导体的导电机构，理解空穴的概念。
5．熟练掌握空间等能面和回旋共振的相关公式推导、并能灵活运用。
6．理解硅和锗的能带结构，掌握有效质量的计算方法。
7．了解 III－V 族化合物半导体的能带结构。
8．了解 II－VI 族化合物半导体的能带结构。
（二）半导体中杂质和缺陷能级
1．理解替位式杂质、间隙式杂质、施主杂质、施主能级、受主杂质、受主
能级的概念。
2．简单计算浅能级杂质电离能。
3．了解杂质的补偿作用、深能级杂质的概念。
4．了解 III－V 族化合物中杂质能级的概念。
5．理解点缺陷、位错的概念。
（三）半导体中载流子的统计分布
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1．深入理解并熟练掌握状态密度的概念和表示方法。
2．深入理解并熟练掌握费米能级和载流子的统计分布。
3．深入理解并熟练掌握本征半导体的载流子浓度的概念和表示方法。
4．深入理解并熟练掌握杂质半导体的载流子浓度的概念和表示方法。
5．理解并掌握一般情况下的载流子统计分布。
6．深入理解并熟练掌握简并半导体的概念，简并半导体的载流子浓度的表
示方法，简并化条件。
（四）半导体的导电性
1．深入理解迁移率的概念。并熟练掌握载流子的漂移运动，包括公式。
2．深入理解载流子的散射的概念。
3．深入理解并熟练掌握迁移率与杂质浓度和温度的关系，包括公式。
4．深入理解并熟练掌握电阻率及其与杂质浓度和温度的关系，包括公式。
5．深入理解电导率的统计理论。并熟练掌握玻尔兹曼方程。
6．了解强电场下的效应和热载流子的概念。
（五）非平衡载流子
1．深入理解非平衡载流子的注入与复合的概念，包括表达式。
2．深入理解非平衡载流子的寿命的概念，包括表达式、能带示意图。
3．深入理解准费米能级的概念，包括表达式、能带示意图。
4．了解复合理论，理解直接复合、间接复合、表面复合、俄歇复合的概念，
包括表达式、能带示意图。
5．了解陷阱效应，包括表达式、能带示意图。
6．深入理解并熟练掌握载流子的扩散运动，包括公式。
7．深入理解并熟练掌握载流子的漂移运动，爱因斯坦关系式，并能灵活运
用。
8．深入理解并熟练掌握连续性方程式，并能灵活运用。
（六）p-n 结
1．深入理解并熟练掌握 p-n 结及其能带图，包括公式、能带示意图。
2．深入理解并熟练掌握 p-n 结电流电压特性，包括公式、能带示意图。
3．深入理解 p-n 结电容的概念，熟练掌握 p－n 结电容表达式、能带示意图。
4．深入理解雪崩击穿、隧道击穿热击穿的概念。
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5．了解 p-n 结隧道效应。
（七）金属和半导体的接触
1．了解金属半导体接触及其能带图。理解功函数、接触电势差的概念，包
括公式、能带示意图。了解表面态对接触势垒的影响。
2．了解金属半导体接触整流理论。深入理解并熟练掌握扩散理论、热电子
发射理论、镜像力和隧道效应的影响、肖特基势垒二极管的概念。
3．了解少数载流子的注入和欧姆接触的概念。
（八）半导体表面与 MIS 结构
1．深入理解表面态的概念。
2．深入理解表面电场效应，空间电荷层及表面势的概念，包括能带示意图。
深入理解并熟练掌握表面空间电荷层的电场、电势和电容的关系，包括公式、示
意图。并能灵活运用。
3．深入理解并熟练掌握 MIS 结构的电容－电压特性，包括公式、示意图。
并能灵活运用。
4．深入理解并熟练掌握硅-二氧化硅系数的性质，包括公式、示意图。并能
灵活运用。
5．理解表面电导及迁移率的概念。
6．了解表面电场对 p-n 结特性的影响。
（九）异质结
1．理解异质结及其能带图，并能画出示意图。
2．了解异质结的电流输运机构。
3．了解异质结在器件中的应用。
4．了解半导体超晶格的概念。
（十）半导体的光、热、磁、压阻等物理现象
1．了解半导体的光学常数，理解折射率、吸收系数、反射系数、透射系数
的概念；了解半导体的光吸收现象，理解本征吸收、直接跃迁、间接跃迁的概念；
了解半导体的光电导的概念；理解并掌握半导体的光生伏特效应，光电池的电流
电压特性的表达式；了解半导体发光现象，理解辐射跃迁、发光效率、电致发光
的概念；了解半导体激光的基本原理和物理过程，理解自发辐射、受激辐射、分
布反转的概念。
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2．了解热电效应的一般描述，半导体的温差电动势率，半导体的珀耳帖效
应，半导体的汤姆孙效应，半导体的热导率，半导体热电效应的应用。
3．理解并掌握霍耳效应的概念和表示方法。理解磁阻效应。了解磁光效应，
量子化霍耳效应，热磁效应，光磁电效应，压阻效应。了解声波和载流子的相互
作用。
主要参考书目：
[1] 刘恩科，朱秉升，罗晋生．《半导体物理学》，电子工业出版社，2008。
[2] 季振国，《半导体物理》，浙江大学出版社，2005。