物理气相沉积基本知识

物理气相沉积(PVD)技术

第一节概述

物理气相沉积技术早在20世纪初已有些应用，但在最近30年迅速发展，成为一门极具广阔应用前景的新技术。，并向着环保型、清洁型趋势发展。20世纪90年代初至今，在钟表行业，尤其是高档手表金属外观件的表面处理方面达到越来越为广泛的应用。

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积的主要方法有，真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。发展到目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。

真空蒸镀基本原理是在真空条件下，使金属、金属合金或化合物蒸发，然后沉积在基体表面上，蒸发的方法常用电阻加热，高频感应加热，电子柬、激光束、离子束高能轰击镀料，使蒸发成气相，然后沉积在基体表面，历史上，真空蒸镀是PVD法中使用最早的技术。

溅射镀膜基本原理是充氩(Ar)气的真空条件下，使氩气进行辉光放电，这时氩(Ar)原子电离成氩离子(Ar+)，氩离子在电场力的作用下，加速轰击以镀料制作的阴极靶材，靶材会被溅射出来而沉积到工件表面。如果采用直流辉光放电，称直流(Qc)溅射，射频(RF)辉光放电引起的称射频溅射。磁控(M)辉光放电引起的称磁控溅射。电弧等离子体镀膜基本原理是在真空条件下，用引弧针引弧，使真空金壁(阳极)和镀材(阴极)之间进行弧光放电，阴极表面快速移动着多个阴极弧斑，不断迅速蒸发甚至“异华”镀料，使之电离成以镀料为主要成分的电弧等离子体，并能迅速将镀料沉积于基体。因为有多弧斑，所以也称多弧蒸发离化过程。

离子镀基本原理是在真空条件下，采用某种等离子体电离技术，使镀料原子部分电离成离子，同时产生许多高能量的中性原子，在被镀基体上加负偏压。这样在深度负偏压的作用下，离子沉积于基体表面形成薄膜。

物理气相沉积技术基本原理可分三个工艺步骤：

(1)镀料的气化：即使镀料蒸发，异华或被溅射，也就是通过镀料的气化源。

(2)镀料原子、分子或离子的迁移：由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞后，产生多种反应。

(3)镀料原子、分子或离子在基体上沉积。

物理气相沉积技术工艺过程简单，对环境改善，无污染，耗材少，成膜均匀致密，与基体的结合力强。该技术广泛应用于航空航天、电子、光

学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域，可制备具有耐磨、耐腐饰、装饰、导电、绝缘、光导、压电、磁性、润滑、超导等特性的膜层。

随着高科技及新兴工业发展，物理气相沉积技术出现了不少新的先进的亮点，如多弧离子镀与磁控溅射兼容技术，大型矩形长弧靶和溅射靶，非平衡磁控溅射靶，孪生靶技术，带状泡沫多弧沉积卷绕镀层技术，条状纤维织物卷绕镀层技术等，使用的镀层成套设备，向计算机全自动，大型化工业规模方向发展。

第二节真空蒸镀

(一)真空蒸镀原理

(1) 真空蒸镀是在真空条件下，将镀料加热并蒸发，使大量的原子、分子气化并离开液体镀料或离开固体镀料表面(升华)。

(2)气态的原子、分子在真空中经过很少的碰撞迁移到基体。

(3)镀料原子、分子沉积在基体表面形成薄膜。

(二)蒸发源

将镀料加热到蒸发温度并使之气化，这种加热装置称为蒸发源。最常用的蒸发源是电阻蒸发源和电子束蒸发源，特殊用途的蒸发源有高频感应加热、电弧加热、辐射加热、激光加热蒸发源等。

(三)真空蒸镀工艺实例以塑料金属化为例,真空蒸镀工艺包括：镀前处理、镀膜及后处理。

真空蒸镀的基本工艺过程如下：

(1)镀前处理，包括清洗镀件和预处理。具体清洗方法有清洗剂清洗、化学溶剂清洗、超声波清洗和离子轰击清洗等。具体预处理有除静电，涂底漆等。

(2)装炉，包括真空室清理及镀件挂具的清洗，蒸发源安装、调试、镀件褂卡。

(3)抽真空，一般先粗抽至6．6Pa以上，更早打开扩散泵的前级维持真空泵，加热扩散泵，待预热足够后，打开高阀，用扩散泵抽至6×10-3Pa 半底真空度。

(4)烘烤，将镀件烘烤加热到所需温度。

(5)离子轰击，真空度一般在10Pa～10-1Pa，离子轰击电压200V～1kV 负高压，离击时间为5min～30min,

(6)预熔，调整电流使镀料预熔，调整电流使镀料预熔，除气1min～2min。

(7)蒸发沉积，根据要求调整蒸发电流，直到所需沉积时间结束。

(8)冷却，镀件在真空室内冷却到一定温度。

(9)出炉，．取件后，关闭真空室，抽真空至l × l0-1Pa，扩散泵冷却到允许温度，才可关闭维持泵和冷却水。

(10)后处理，涂面漆。

第三节溅射镀膜

溅射镀膜是指在真空条件下，利用获得功能的粒子轰击靶材料表面，使靶材表面原子获得足够的能量而逃逸的过程称为溅射。被溅射的靶材沉积到基材表面，就称作溅射镀膜。溅射镀膜中的入射离子，一般采用辉光放电获得，在l0-2Pa～10Pa范围，所以溅射出来的粒子在飞向基体过程中，易和真空室中的气体分子发生碰撞，使运动方向随机，沉积的膜易于均匀。近年发展起来的规模性磁控溅射镀膜，沉积速率较高，工艺重复性好，便于自动化，已适当于进行大型建筑装饰镀膜，及工业材料的功能性镀膜，及TGN-JR型用多弧或磁控溅射在卷材的泡沫塑料及纤维织物表面镀镍Ni

及银Ag。

第四节电弧蒸发和电弧等离子体镀膜

这里指的是PVD领域通常采用的冷阴极电弧蒸发，以固体镀料作为阴极，采用水冷、使冷阴极表面形成许多亮斑，即阴极弧斑。弧斑就是电弧在阴极附近的弧根。在极小空间的电流密度极高，弧斑尺寸极小，估计约为1μm～100μm，电流密度高达l05A／cm2～107A／cm2。每个弧斑存在极短时间，爆发性地蒸发离化阴极改正点处的镀料，蒸发离化后的金属离子，在阴极表面也会产生新的弧斑，许多弧斑不断产生和消失，所以又称多弧蒸发。最早设计的等离子体加速器型多弧蒸发离化源，是在阴极背后配置磁场，使蒸发后的离子获得霍尔(hall)加速效应，有利于离子增大能量轰击量体，采用这种电弧蒸发离化源镀膜，离化率较高，所以又称为电弧等离子体镀膜。由于镀料的蒸发离化靠电弧，所以属于区别于第二节，第三节所述的蒸发手段。

第五节离子镀

离子镀技术最早在1963年由D．M．Mattox提出，1972年，Bunshah &Juntz 推出活性反应蒸发离子镀(AREIP)，沉积TiN,TiC等超硬膜，1972年

Moley&Smith发展完善了空心热阴极离子镀，l973年又发展出射频离子镀(RFIP)。20世纪80年代，又发展出磁控溅射离子镀(MSIP)和多弧离子镀(MAIP)。

(一) 离子镀

离子镀的基本特点是采用某种方法(如电子束蒸发磁控溅射，或多弧蒸发离化等)使中性粒子电离成离子和电子，在基体上必须施加负偏压，从而使离子对基体产生轰击，适当降低负偏压后，使离子进而沉积于基体成膜。离子镀的优点如下：①膜层和基体结合力强。②膜层均匀，致密。③在负偏压作用下绕镀性好。④无污染。⑤多种基体材料均适合于离子镀。

(二)反应性离子镀

如果采用电子束蒸发源蒸发，在坩埚上方加20V～100V的正偏压。在真空室中导人反应性气体。如N2、02、C2H2、CH4等代替Ar，或混入Ar，电子束中的高能电子(几千至几万电子伏特)，不仅使镀料熔化蒸发，而且

能在熔化的镀料表面激励出二次电子，这些二次电子在上方正偏压作用下加速，与镀料蒸发中性粒子发生碰撞而电离成离子，在工件表面发生离化反应，从而获得氧化物(如Te02：Si02、Al203、Zn0、Sn02、Cr203、Zr02、In02等)。其特点是沉积率高，工艺温度低。

(三)多弧离子镀

多弧离子镀又称作电弧离子镀，由于在阴极上有多个弧斑持续呈现，故称作“多弧”。多弧离子镀的主要特点如下： (1)阴极电弧蒸发离化源可从固体阴极直接产生等离子体，而不产生熔池，所以可以任意方位布置，也可采用多个蒸发离化源。 (2)镀料的离化率高，一般达60％～90％，显著提高与基体的结合力改善膜层的性能。 (3)沉积速率高，改善镀膜的效率。 (4)设备结构简单，弧电源工作在低电压大电流工况，工作较为安全。

英文指"phisical vapor deposition" 简称PVD.是镀膜行业常用的术语.

PVD(物理气相沉积)镀膜技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。对应于PVD技术的三个分类，相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机这三种。

近十多年来，真空离子镀膜技术的发展是最快的，它已经成为当今最先进的表面处理方式之一。我们通常所说的PVD镀膜，指的就是真空离子镀膜；通常所说的PVD镀膜机，指的也就是真空离子镀膜机。

物理气相沉积（PVD）

物理气相沉积是通过蒸发，电离或溅射等过程，产生金属粒子并与反应气体反应形成化合物沉积在工件表面。物理气象沉积方法有真空镀，真空溅射和离子镀三种，目前应用较广的是离子镀。

离子镀是借助于惰性气体辉光放电，使镀料（如金属钛）气化蒸发离子化，离子经电场加速，以较高能量轰击工件表面，此时如通入CO2，N2等反应气体，便可在工件表面获得TiC,TiN覆盖层，硬度高达2000HV。离子镀的重要特点是沉积温度只有500℃左右，且覆盖层附着力强，适用于高速钢工具，热锻模等。

(完整版)初中物理基础知识要点汇总

初中物理基础知识要点汇总编辑整理：黎刚 第一部分：声、光、热 一、声 1、声音是由物体的振动产生的。振动停止，发声也停止。 2、声音是以声波的形式传播的。声音在15℃空气中的传播速度为340m/s。 3、音调是指声音的高低，由频率决定； 4、响度是指声音的强弱，由振幅决定； 5、音品又叫音色，由发声体的材料、结构、发声方式决定。 6、振动有规律，悠扬、悦耳，听来感觉舒服的声音叫乐音。音调、响度、音色是乐音的三要素。 7、超声波由于频率高，所以应用广泛。B超检查胎儿的发育情况、超声波清洗精密仪器等。 8、减弱噪声的途径：声源处减弱，传声途径中减弱，接受点处减弱。 二、光 1、光在同种均匀介质中沿直线传播。影子、日食、月食都是光沿直线传播的现象。 2、光在真空中的传播速度约为：3×108m/s，光在空气中的传播速度接近于光在真空中的传播速度， 光在其他物质中的传播速度小于真空中的传播速度。 3、光在反射时遵循光的反射定律：三线共面、两线分居、两角相等。 4、白光通过三棱镜后，被分解成：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光。 光的三原色是指:红、绿、蓝。 5、镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律。 6、平面镜成像的特点是：成的虚像与物体关于平面镜所在直线成轴对称。虚像与物等大。 7、光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。 8、光在发生反射和折射时光路都是可逆的。 9、光从空气中斜射入水中时，折射光线向法线靠拢。 10、光的折射定律：一面、二侧、三随大、四空大。 11、中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜（又叫会聚透镜），凸透镜对光起会聚作用； 12、中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜（又叫发散透镜），凹透镜对光起发散作用。 13、近视眼的形成是因为晶状体太厚,折光能力太强,像成在视网膜前方,故无法看清远处的物体.

60个初中物理重要知识点总结

60个初中物理重要知识点总结 60个初中物理重要知识点总结 1.匀速直线运动的速度一定不变，速度一定是一个定值，与路程不成正比，时间不成反比。 2.平均速度不是速度的平均值，只能是总路程除以这段路程上花费的所有时间，包含中间停的时间。 3.密度不是一定不变的。密度是物质的属性，和质量体积无关，但和温度有关，尤其是气体密度跟随温度的变化比较明显。 4.天平读数时，游码要看左侧，移动游码相当于在天平右盘中加减砝码。 5.受力分析的步骤：确定研究对象;找重力;找接触物体;判断和 接触物体之间是否有压力、支持力、摩擦力、拉力，阻力，电磁吸 引力等其它力。 6.平衡力和相互作用力的区别：平衡力作用在一个物体上，相互作用力作用在两个物体上。 7.物体运动状态改变一定受到了力，受力运动状态不一定改变。力是改变物体运动状态的原因。受力也包含受包含受平衡力，此时 运动状态就不变。 8.惯性大小和速度无关。惯性大小只跟质量有关。速度越大只能说明物体动能大，能够做的功越多。 9.惯性是属性不是力，惯性是物体的固有属性。不能说受到惯性，只能说具有惯性。 10.物体受平衡力作用，物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)。物体受非平衡力：运动状态一定改变。

11.电动机原理：通电线圈在磁场中受力转动，把电能转化成机 械能。外电路有电源。发电机原理：电磁感应，把机械能转化成电能，外电路无电源。 12.月球上弹簧测力计、天平都可以使用，太空失重状态下天平 不能使用而弹簧测力计还可以测拉力等除重力以外的其它力。 13.滑动摩擦力跟压力有关，但静摩擦力只跟和它平衡的力有关，拉力多大摩擦力多大。 14.两个物体接触不一定发生力的作用。还要看有没有挤压，相 对运动等条件。 15.摩擦力和接触面的粗糙程度有关，压强和接触面积的大小有关。 16.画力臂的方法：一找支点(杠杆上固定不动的点，杠杆绕着转动的点)，二画力的作用线(把力延长或反向延长)，三连距离(过支点，做力的作用线的垂线)、四标字母。 17.求作最小动力，力臂应该最大。力臂最大作法：支点到力的 动力作用点的长度就是最大力臂。 18.液体压强跟液柱的粗细和形状无关，只跟液体的深度有关。 深度是被研究的点液体的自由表面(与空气的接触面)的竖直距离， 不是高度。固体压强先找到压力，再运用p=f/s计算压强;液体压强 先运用p=ρgh计算压强，再运用f=ps计算压力。特殊固体可用 p=ρgh计算，特殊液体可用p=f/s算。 19.托里拆利实验水银柱的高度差和管子的粗细倾斜等因素无关，只跟当时的大气压有关。 20.浮力和深度无关，只跟物体浸在液体中的体积有关。求浮力 要首先看物体的状态：若漂浮或悬浮则直接根据f浮=g物计算，若 有弹簧测力计测可以根据f浮=g物—f拉来测。 21.有力不一定做功。有力有距离，并且力、距离要对应才做功。

半导体物理学基础知识_图文(精)

1半导体中的电子状态 1.2半导体中电子状态和能带 1.3半导体中电子的运动有效质量 1半导体中E与K的关系 2半导体中电子的平均速度 3半导体中电子的加速度 1.4半导体的导电机构空穴 1硅和锗的导带结构 对于硅，由公式讨论后可得： I.磁感应沿【1 1 1】方向，当改变B（磁感应强度）时，只能观察到一个吸收峰 II.磁感应沿【1 1 0】方向，有两个吸收峰 III.磁感应沿【1 0 0】方向，有两个吸收峰 IV磁感应沿任意方向时，有三个吸收峰 2硅和锗的价带结构 重空穴比轻空穴有较强的各向异性。 2半导体中杂质和缺陷能级 缺陷分为点缺陷，线缺陷，面缺陷(层错等 1.替位式杂质间隙式杂质

2.施主杂质：能级为E(D,被施主杂质束缚的电子的能量状态比导带底E(C低ΔE(D,施主能级位于离导带底近的禁带中。 3. 受主杂质：能级为E(A,被受主杂质束缚的电子的能量状态比价带E(V高ΔE(A,受主能级位于离价带顶近的禁带中。 4.杂质的补偿作用 5.深能级杂质： ⑴非3，5族杂质在硅，锗的禁带中产生的施主能级距离导带底较远，离价带顶也较远，称为深能级。 ⑵这些深能级杂质能产生多次电离。 6.点缺陷：弗仑克耳缺陷：间隙原子和空位成对出现。 肖特基缺陷：只在晶体内部形成空位而无间隙原子。 空位表现出受主作用，间隙原子表现出施主作用。 3半导体中载流子的分布统计 电子从价带跃迁到导带，称为本征激发。 一、状态密度 状态密度g(E是在能带中能量E附近每单位间隔内的量子态数。 首先要知道量子态，每个量子态智能容纳一个电子。 导带底附近单位能量间隔内的量子态数目，随电子的能量按抛物线关系增大，即电子能量越高，状态密度越大。 二、费米能级和载流子的统计分布

半导体物理知识点及重点习题总结

基本概念题： 第一章半导体电子状态 1.1 半导体 通常是指导电能力介于导体和绝缘体之间的材料，其导带在绝对零度时全空，价带全满，禁带宽度较绝缘体的小许多。 1.2能带 晶体中，电子的能量是不连续的，在某些能量区间能级分布是准连续的，在某些区间没有能及分布。这些区间在能级图中表现为带状，称之为能带。 1.2能带论是半导体物理的理论基础，试简要说明能带论所采用的理论方法。 答： 能带论在以下两个重要近似基础上，给出晶体的势场分布，进而给出电子的薛定鄂方程。通过该方程和周期性边界条件最终给出E-k关系，从而系统地建立起该理论。 单电子近似： 将晶体中其它电子对某一电子的库仑作用按几率分布平均地加以考虑，这样就可把求解晶体中电子波函数的复杂的多体问题简化为单体问题。 绝热近似： 近似认为晶格系统与电子系统之间没有能量交换，而将实际存在的这种交换当作微扰来处理。 1.2克龙尼克—潘纳模型解释能带现象的理论方法 答案： 克龙尼克—潘纳模型是为分析晶体中电子运动状态和E-k关系而提出的一维晶体的势场分布模型，如下图所示 利用该势场模型就可给出一维晶体中电子所遵守的薛定谔方程的具体表达式，进而确定波函数并给出E-k关系。由此得到的能量分布在k空间上是周期函数，而且某些能量区间能级是准连续的（被称为允带），另一些区间没有电子能级（被称为禁带）。从而利用量子力学的方法解释了能带现象，因此该模型具有重要的物理意义。 1.2导带与价带 1.3有效质量 有效质量是在描述晶体中载流子运动时引进的物理量。它概括了周期性势场对载流子运动的影响，从而使外场力与加速度的关系具有牛顿定律的形式。其大小由晶体自身的E-k 关系决定。 1.4本征半导体 既无杂质有无缺陷的理想半导体材料。 1.4空穴 空穴是为处理价带电子导电问题而引进的概念。设想价带中的每个空电子状态带有一个正的基本电荷，并赋予其与电子符号相反、大小相等的有效质量，这样就引进了一个假想的

初中物理基础知识点大全

初中物理基础知识点大全 一、测量 1、长度L主单位：米；测量工具：刻度尺；测量时要估读到最小刻度的下一位；光年的单位是长度单位。 2、时间t主单位：秒；测量工具：钟表；实验室中用停表。1时=3600秒，1秒=1000毫秒。 3、质量m：物体中所含物质的多少叫质量。主单位：千克；测量工具：秤；实验室用托盘天平。 二、机械运动 1、机械运动：物体位置发生变化的运动。参照物：判断一个物体运动必须选取另一个物体作标准，这个被选作标准的物体叫参照物。 2、匀速直线运动：①比较运动快慢的两种方法：a、比较在相等时间里通过的路程。B 、比较通过相等路程所需的时间。②公式：1米/秒= 3、6千米/时。 三、力 1、力F：力是物体对物体的作用。物体间力的作用总是相互的。力的单位：牛顿（N）。测量力的仪器：测力器；实验室使用弹簧秤。力的作用效果：使物体发生形变或使物体的运动状态发

生改变。物体运动状态改变是指物体的速度大小或运动方向改变。 2、力的三要素：力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。力的图示，要作标度；力的示意图，不作标度。 3、重力G：由于地球吸引而使物体受到的力。方向：竖直向下。重力和质量关系：G=mg m=G/g g= 9、8牛/千克。读法： 9、8牛每千克，表示质量为1千克物体所受重力为 9、8牛。重心：重力的作用点叫做物体的重心。规则物体的重心在物体的几何中心。 4、二力平衡条件：作用在同一物体；两力大小相等，方向相反；作用在一直线上。物体在二力平衡下，可以静止，也可以作匀速直线运动。物体的平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态。处于平衡状态的物体所受外力的合力为零。 5、同一直线二力合成方向相同：合力F=F1+F2；合力方向与F 1、F2方向相同；方向相反：合力F=F1-F2，合力方向与大的力方向相同。 6、相同条件下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。滑动摩擦力与正压力，接触面材料性质和粗糙程度有关。 【滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦】

半导体物理知识点总结

半导体物理知识点总结 本章主要讨论半导体中电子的运动状态。主要介绍了半导体的几种常见晶体结构，半导体中能带的形成，半导体中电子的状态和能带特点，在讲解半导体中电子的运动时，引入了有效质量的概念。阐述本征半导体的导电机构，引入了空穴散射的概念。最后，介绍了Si、Ge和GaAs的能带结构。 在1.1节，半导体的几种常见晶体结构及结合性质。（重点掌握）在1.2节，为了深入理解能带的形成，介绍了电子的共有化运动。介绍半导体中电子的状态和能带特点，并对导体、半导体和绝缘体的能带进行比较，在此基础上引入本征激发的概念。（重点掌握）在1.3节，引入有效质量的概念。讨论半导体中电子的平均速度和加速度。（重点掌握）在1.4节，阐述本征半导体的导电机构，由此引入了空穴散射的概念，得到空穴的特点。（重点掌握）在1.5节，介绍回旋共振测试有效质量的原理和方法。（理解即可）在1.6节，介绍Si、Ge的能带结构。（掌握能带结构特征）在1.7节，介绍Ⅲ-Ⅴ族化合物的能带结构，主要了解GaAs的能带结构。（掌握能带结构特征）本章重难点： 重点： 1、半导体硅、锗的晶体结构（金刚石型结构）及其特点； 三五族化合物半导体的闪锌矿型结构及其特点。 2、熟悉晶体中电子、孤立原子的电子、自由电子的运动有何不同：孤立原子中的电子是在该原子的核和其它电子的势场中运动，自由电子是在恒定为零的势场中运动，而晶体中的电子是在严格周期性重复排列的原子间运动（共有化运动），单电子近似认为，晶体中的某一个电子是在周期性排列且固定不动的原子核的势场以及其它大量电子的平均势场中运动，这个势场也是周期性变化的，而且它的周期与晶格周期相同。 3、晶体中电子的共有化运动导致分立的能级发生劈裂，是形成半导体能带的原因，半导体能带的特点： ①存在轨道杂化，失去能级与能带的对应关系。杂化后能带重新分开为上能带和下能带，上能带称为导带，下能带称为价带②低温下，价带填满电子，导带全空，高温下价带中的一部分电子跃迁到导带，使晶体呈现弱导电性。

半导体物理重点

半导体重点 第一章 1.能带论：用单电子近似的方法研究晶体中电子状态的理论成为能带论。 2.单电子近似：即假设每个电子是在周期性排列且固定不动的原子核势场及其它电子的平均势场中运动的。 3.金属中，由于组成金属的原子中的价电子占据的能带是部分占满的，所以金属是良好的导体。半导体中，如图所示，下面是被价电子占满的满带，亦称价带，中间为禁带，上面是空带，当温度升高，或者有光照的时候，满带中有少量电子可能被激发到上面的空带中去，此时半导体就能导电了。在半导体中导带的电子和价带的空穴均参与导电，金属中只有电子导电。 4.电子公有化运动：当原子相互接近形成晶体是，不同原子的相似壳层之间就有了一定程度的交叠，电子不再完全局限在一个原子上，可以由一个原子转移到相邻的原子上去，因而，电子可以在整个晶体中运动，这种运动就称为电子的共有化运动。 第二章 1.施主杂质：在Si，Ge中电离是能够施放电子而产生导电电子，并形成正电中心的杂质。常见V族杂质有：P，As，Sb

2.受主杂质：在Si，Ge中电离是能够接收电子而产生导电空穴并形成负电中心的杂质。 常见的III族杂质：B，Al，Ga，In 3．深能级：非III，V族杂质在Si，Ge的禁带中产生的施主能级距导带底较远，产生的受主能级距价带顶也较远，通常称这种能级为深能级，相应的杂质为深能级杂质。 作用：这些深能级杂质能够产生多次电离，每一次电离相应的有一个能级。因此这些杂质在Si，Ge的禁带中往往引入若干个能级，而且有的杂质既能产生施主能级，又能产生受主能级。对于载流子的复合作用比前能级杂质强，Au是一种很典型的复合中心，在制造高速开关器件是，常有意掺入Au以提高器件的速度。 4.补偿作用：在半导体中，施主和受主杂质之间的相互抵消的作用称为杂质的补偿。 （1）当N >>N ：为n型半导体，（2）当N >>N ：为P型半导体，（3）N >>N 时，施主电子刚好填充受主能级，虽然杂质很多，但不能向导带和价带提供电子和空穴，这种现象称为杂质的高度补偿。 利用杂质的补偿作用，可以根据需要用扩散或者离子注入方法来改变半导体中某一区域的导电类型，以制成各种器件。

初中物理基础知识点整理

八年级物理 第一章打开物理世界的大门 1．物理学是研究自然界中各种物理现象的规律和物质结构的一门科学。物理实验是研究物理问题的基本方法之一。 2．科学探究的主要环节：提出问题→猜想与假设→制定计划与设计实验→进行实验与收集证据→分析与论证→评估→交流与合作 第二章运动的世界 1．长度的测量是最基本的测量，最常用的工具是 刻度尺。 2．长度的主单位是米，用符号：m表示，我们走 两步的距离约是1米，课桌的高度约0.75米。 长度的单位还有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(um)、纳米（nm），它们关系是： 1km=1000m=103m；1dm=0.1m=10-1m 1cm=0.01m=10-2m；1mm=0.001m=10-3m； 1um=10-6m；1nm＝10-9m。 3．刻度尺的正确使用： (1).使用前要注意观察它的零刻线、量程和最小 分度值；(2).用刻度尺测量时，零刻度线要对准被测物体的一端（不要用磨损 ．．的零刻度线）； (3).刻度尺的刻度线要紧靠被测物体，尺的位置要放正；(4).读数时视线要与正对刻度线，不可斜视；(5).在读数时，要估读到最小分度值的下一位，测量结果由数字和单位组成。4．在实验室里常用量筒、量杯测量物体的体积；它们常用毫升做单位，1毫升＝1厘米3；测量液体体积时，视线要与液面的凹形底部（或凸形顶部）相平。 5．误差：测量值与真实值之间的差异，叫误差。 误差是不可避免的，它只能尽量减少，而不能消 除，常用减少误差的方法是：多次测量求平均值。 6．特殊测量方法： (1)累积法：把尺寸很小的物体累积起来，聚成可以用刻度尺来测量的数量后，再测量出它的总长度，然后除以这些小物体的个数，就可以得出小物体的长度。如测量细铜丝的直径，测量一页纸的厚度. (2) 替代法：有些物体长度不方便用刻度尺直接测 量的，就可用其他物体代替测量。如：怎样测地图上一曲线的长度？ (3) 平移法：方法如图 (a)测硬币直径； (b)测乒乓球直径； (c)测铅笔长度。 (4)估测法:用目视方式估计物体大约长度的方法。 7．机械运动：一个物体相对于另一个物体位置的变化叫机械运动。 8．参照物：在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体(或者说被假定不动的物体)叫参照物.

半导体物理知识点梳理

半导体物理考点归纳 一· 1.金刚石 1) 结构特点： a. 由同类原子组成的复式晶格。其复式晶格是由两个面心立方的子晶格彼此沿其空间对角线位移1/4的长度形成 b. 属面心晶系，具立方对称性，共价键结合四面体。 c. 配位数为4，较低，较稳定。(配位数：最近邻原子数) d. 一个晶体学晶胞内有4+8*1/8+6*1/2=8个原子。 2) 代表性半导体：IV 族的C ，Si ，Ge 等元素半导体大多属于这种结构。 2.闪锌矿 1) 结构特点： a. 共价性占优势，立方对称性； b. 晶胞结构类似于金刚石结构，但为双原子复式晶格； c. 属共价键晶体，但有不同的离子性。 2) 代表性半导体：GaAs 等三五族元素化合物均属于此种结构。 3.电子共有化运动： 原子结合为晶体时，轨道交叠。外层轨道交叠程度较大，电子可从一个原子运动到另一原子中，因而电子可在整个晶体中运动，称为电子的共有化运动。 4.布洛赫波： 晶体中电子运动的基本方程为： ，K 为波矢，uk(x)为一个与晶格同周期的周期性函数， 5.布里渊区： 禁带出现在k=n/2a 处，即在布里渊区边界上； 允带出现在以下几个区： 第一布里渊区:－1/2a

初中物理中考100个基础知识点汇总

初中物理中考100个基础知识点汇总 声与光 1.一切发声的物体都在振动，声音的传播需要介质 2.通常情况下，声音在固体中传播最快，其次是液体， 气体 3.乐音三要素： ①音调(声音的高低) ②响度(声音的大小) ③音色(辨别不同的发声体) 4.超声波的速度比电磁波的速度慢得多(声速和光速) 5.光能在真空中传播，声音不能在真空中传播 6.光是电磁波，电磁波能在真空中传播 7.真空中光速： c =3×108m/s =3×105 km/s(电磁波的速度也是这个) 8.反射定律描述中要先说反射再说入射(平面镜成像也说"像与物┅"的顺序) 9.镜面反射和漫反射中的每一条光线都遵守光的反射定 律 10.光的反射现象(人照镜子、水中倒影) 11.平面镜成像特点：像和物关于镜对称(左右对调，上

下一致) 12.平面镜成像实验玻璃板应与水平桌面垂直放置 13.人远离平面镜而去，人在镜中的像变小(错，不变) 14.光的折射现象(筷子在水中部分弯折、水底看起来比 实际的浅、海市蜃楼、凸透镜成像) 15.在光的反射现象和折射现象中光路都是可逆的 16.凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用 17.能成在光屏上的像都是实像，虚像不能成在光屏上， 实像倒立，虚像正立 18.凸透镜成像试验前要调共轴：烛焰中心、透镜光心、 和光屏中心在同一高度 19.凸透镜一倍焦距是成实像和虚像的分界点，二倍焦距是成放大像和缩小像的分界点 20.凸透镜成实像时，物如果换到像的位置，像也换到物的位置 运动和力 1.物质的运动和静止是相对参照物而言的 2.相对于参照物，物体的位置改变了，即物体运动了 3.参照物的选取是任意的，被研究的物体不能选作参照 物 4.力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体 5.力的作用效果有两个：

半导体物理知识

半导体物理知识整理

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基础知识 1.导体,绝缘体和半导体的能带结构有什么不同?并以此说明半导体的导电机理（两种载流子参与导电）与金属有何不同？ 导体：能带中一定有不满带 半导体：T=0K，能带中只有满带和空带；T>0K,能带中有不满带 禁带宽度较小，一般小于2eV 绝缘体：能带中只有满带和空带 禁带宽度较大，一般大于2eV 在外场的作用下，满带电子不导电，不满带电子可以导电 总有不满带的晶体就是导体，总是没有不满带的晶体就是绝缘体 半导体不时最容易导电的物质，而是导电性最容易发生改变的物质，用很方便的方法，就可以显著调节半导体的导电特性 金属中的电子，只能在导带上传输，而半导体中的载流子：电子和空穴，却能在两个通道：价带和导带上分别传输信息 2.什么是空穴?它有哪些基本特征?以硅为例，对照能带结构和价键结构图理解空穴概念。 当满带附近有空状态k’时，整个能带中的电流，以及电流在外场作用下的变化，完全如同存在一个带正电荷e和具有正有效质量|m n* | 、速度为v(k’)的粒子的情况一样，这样假想的粒子称为空穴 3.半导体材料的一般特性。 电阻率介于导体与绝缘体之间 对温度、光照、电场、磁场、湿度等敏感（温度升高使半导体导电能力增强，电阻率下降；适当波长的光照可以改变半导体的导电能力） 性质与掺杂密切相关（微量杂质含量可以显著改变半导体的导电能力） 4.费米统计分布与玻耳兹曼统计分布的主要差别是什么？什么情况下费米分布函数可以转化为玻耳兹曼函数。为什么通常情况下，半导体中载流子分布都可以

2020中考物理基本知识点汇编

1．一切发声的物体都在振动，声音的传播需要介质 2．通常情况下，声音在固体中传播最快，其次是液体，气体3．乐音三要素：①音调（声音的高低）②响度（声音的大小）③音色（辨别不同的发声体） 4．超声波的速度比电磁波的速度慢得多（声速和光速）5．光能在真空中传播，声音不能在真空中传播 6．光是电磁波，电磁波能在真空中传播 7．真空中光速：c=3×108m/s=3×105km/s（电磁波的速度也是这个）8．反射定律描述中要先说反射再说入射（平面镜成像也说"像与物┅"的顺序） 9．镜面反射和漫反射中的每一条光线都遵守光的反射定律10．光的反射现象（人照镜子、水中倒影） 11．平面镜成像特点：像和物关于镜对称（左右对调，上下一致）12．平面镜成像实验玻璃板应与水平桌面垂直放置 13．人远离平面镜而去，人在镜中的像变小（错，不变）14．光的折射现象（筷子在水中部分弯折、水底看起来比实际的浅、海市蜃楼、凸透镜成像） 15．在光的反射现象和折射现象中光路都是可逆的 16．凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用17．能成在光屏上的像都是实像，虚像不能成在光屏上，实像倒立，虚像正立 18．凸透镜成像试验前要调共轴：烛焰中心、透镜光心、和光屏中心在同一高度 19．凸透镜一倍焦距是成实像和虚像的分界点，二倍焦距是成放大像和缩小像的分界点 20．凸透镜成实像时，物如果换到像的位置，像也换到物的位置1．物质的运动和静止是相对参照物而言的

2．相对于参照物，物体的位置改变了，即物体运动了 3．参照物的选取是任意的，被研究的物体不能选作参照物4．力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体 5．力的作用效果有两个：①使物体发生形变②使物体的运动状态发生改变 6．力的三要素：力的大小、方向、作用点 7．重力的方向总是竖直向下的，浮力的方向总是竖直向上的8．重力是由于地球对物体的吸引而产生的 9．一切物体所受重力的施力物体都是地球 10．两个力的合力可能大于其中一个力，可能小于其中一个力，可能等于其中一个力 11．二力平衡的条件（四个）：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在同一个物体上 12．用力推车但没推动，是因为推力小于阻力（错，推力等于阻力）13．影响滑动摩擦力大小的两个因素：①接触面间的压力大小②接触面的粗糙程度 14．惯性现象：（车突然启动人向后仰、跳远时助跑、运动员冲过终点不能立刻停下来） 15．物体惯性的大小只由物体的质量决定（气体也有惯性）16．司机系安全带，是为了防止惯性（错，防止惯性带来的危害）17．判断物体运动状态是否改变的两种方法：①速度的大小和方向其中一个改变，或都改变，运动状态改变②如果物体不是处于静止或匀速直线运动状态，运动状态改变18．物体不受力或受平衡力作用时可能静止也可能保持匀速直线运动 1．杠杆和天平都是"左偏右调，右偏左调" 2．杠杆不水平也能处于平衡状态

半导体物理答案知识讲解

半导体物理答案

一、选择 1.与半导体相比较，绝缘体的价带电子激发到导带所需的能量（比半导体的大）； 2.室温下，半导体Si 掺硼的浓度为1014cm -3，同时掺有浓度为1.1×1015cm -3的磷，则电子 浓度约为（1015cm -3 ），空穴浓度为（2.25×105cm -3 ），费米能级为（高于E i ）；将该半导 体由室温度升至570K ，则多子浓度约为（2×1017cm -3），少子浓度为（2×1017cm -3），费米 能级为（等于E i ）。 3.施主杂质电离后向半导体提供（电子），受主杂质电离后向半导体提供（空穴），本征 激发后向半导体提供（空穴、电子）； 4.对于一定的n 型半导体材料，温度一定时，减少掺杂浓度，将导致（E F ）靠近E i ； 5.表面态中性能级位于费米能级以上时，该表面态为（施主态）； 6.当施主能级E D 与费米能级E F 相等时，电离施主的浓度为施主浓度的（1/3）倍； 重空穴是指（价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴） 7.硅的晶格结构和能带结构分别是（金刚石型和间接禁带型） 8.电子在晶体中的共有化运动指的是电子在晶体（各元胞对应点出现的几率相同）。 9.本征半导体是指（不含杂质与缺陷）的半导体。 10.简并半导体是指（(E C -E F )或(E F -E V )≤0）的半导体 11.3个硅样品的掺杂情况如下： 甲．含镓1×1017cm -3；乙.含硼和磷各1×1017cm -3；丙.含铝1×1015cm -3 这三种样品在室温下的费米能级由低到高（以E V 为基准）的顺序是(甲丙乙) 12.以长声学波为主要散射机构时，电子的迁移率μn 与温度的（B 3/2次方成反比） 13.公式*/q m μτ=中的τ是载流子的（平均自由时间）。 14.欧姆接触是指（阻值较小并且有对称而线性的伏－安特性）的金属－半导体接触。 15.在MIS 结构的金属栅极和半导体上加一变化的电压，在栅极电压由负值增加到足够大 的正值的的过程中，如半导体为P 型，则在半导体的接触面上依次出现的状态为（多数载 流子堆积状态，多数载流子耗尽状态，少数载流子反型状态）。 16.在硅和锗的能带结构中，在布里渊中心存在两个极大值重合的价带，外面的能带（曲 率小），对应的有效质量（大），称该能带中的空穴为(重空穴E )。 17.如果杂质既有施主的作用又有受主的作用，则这种杂质称为（两性杂质）。 18.在通常情况下，GaN 呈（纤锌矿型 ）型结构，具有（六方对称性），它是（直接带 隙）半导体材料。 19.同一种施主杂质掺入甲、乙两种半导体，如果甲的相对介电常数εr 是乙的3/4， m n */m 0值是乙的2倍，那么用类氢模型计算结果是（甲的施主杂质电离能是乙的32/9，的 弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/8 ）。 20.一块半导体寿命τ=15μs，光照在材料中会产生非平衡载流子，光照突然停止30μs 后，其中非平衡载流子将衰减到原来的（1/e 2）。 21.对于同时存在一种施主杂质和一种受主杂质的均匀掺杂的非简并半导体，在温度足够 高、n i >> /N D -N A / 时，半导体具有 （本征） 半导体的导电特性。 22.在纯的半导体硅中掺入硼，在一定的温度下，当掺入的浓度增加时，费米能级向 （Ev ）移动；当掺杂浓度一定时，温度从室温逐步增加，费米能级向( Ei )移动。 23.把磷化镓在氮气氛中退火，会有氮取代部分的磷，这会在磷化镓中出现（产生等电子 陷阱）。 24.对于大注入下的直接复合，非平衡载流子的寿命不再是个常数，它与（非平衡载流子 浓度成反比）。

半导体物理学第七章知识点

第7章 金属－半导体接触 本章讨论与pn 结特性有很多相似之处的金－半肖特基势垒接触。金－半肖特基势垒接触的整流效应是半导体物理效应的早期发现之一： §7.1金属半导体接触及其能级图 一、金属和半导体的功函数 1、金属的功函数 在绝对零度，金属中的电子填满了费米能级E F 以下的所有能级，而高于E F 的能级则全部是空着的。在一定温度下，只有E F 附近的少数电子受到热激发，由低于E F 的能级跃迁到高于E F 的能级上去，但仍不能脱离金属而逸出体外。要使电子从金属中逸出，必须由外界给它以足够的能量。所以，金属中的电子是在一个势阱中运动，如图7-1所示。若用E 0表示真空静 止电子的能量，金属的功函数定义为E 0与E F 能量之差，用W m 表示： FM M E E W -=0 它表示从金属向真空发射一个电子所需要的最小能量。W M 越大，电子越不容易离开金属。 金属的功函数一般为几个电子伏特，其中，铯的最低，为1.93eV ；铂的最高，为5.36 eV 。图7-2给出了表面清洁的金属的功函数。图中可见，功函数随着原子序数的递增而周期性变化。 2、半导体的功函数 和金属类似，也把E 0与费米能级之差称为半导体的功函数，用W S 表示，即 FS S E E W -=0 因为E FS 随杂质浓度变化，所以W S 是杂质浓度的函数。 与金属不同，半导体中费米能级一般并不是电子的最高能量状态。如图7-3所示，非简并半导体中电子的最高能级是导带底E C 。E C 与E 0之间的能量间隔 C E E -=0χ 被称为电子亲合能。它表示要使半导体导带底的电子逸出体外所需要的最小能量。 利用电子亲合能，半导体的功函数又可表示为 )(FS C S E E W -+=χ 式中，E n =E C －E FS 是费米能级与导带底的能量差。 图7-1 金属中的电子势阱 图7－2 一些元素的功函数及其原子序数 图7-3 半导体功函数和电子亲合能

初中物理基础知识点整理复习过程

第一章打开物理世界的大门 1．物理学是研究自然界中各种物理现象的规律和物质结构的一门科学。物理实验是研究物理问题的基本方法之一。 2．科学探究的主要环节：提出问题→猜想与假设→制定计划与设计实验→进行实验与收集证据→分析与论证→评估→交流与合作 第二章运动的世界 1．长度的测量是最基本的测量，最常用的工具是 刻度尺。 2．长度的主单位是米，用符号：m表示，我们走 两步的距离约是1米，课桌的高度约0.75米。 长度的单位还有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(um)、纳米（nm），它们关系是： 1km=1000m=103m；1dm=0.1m=10-1m 1cm=0.01m=10-2m；1mm=0.001m=10-3m； 1um=10-6m；1nm＝10-9m。 3．刻度尺的正确使用： (1).使用前要注意观察它的零刻线、量程和最小 分度值；(2).用刻度尺测量时，零刻度线要对准被测物体的一端（不要用磨损 ．．的零刻度线）； (3).刻度尺的刻度线要紧靠被测物体，尺的位置要放正；(4).读数时视线要与正对刻度线，不可斜视；(5).在读数时，要估读到最小分度值的下一位，测量结果由数字和单位组成。4．在实验室里常用量筒、量杯测量物体的体积；它们常用毫升做单位，1毫升＝1厘米3；测量液体体积时，视线要与液面的凹形底部（或凸形顶部）相平。 5．误差：测量值与真实值之间的差异，叫误差。 误差是不可避免的，它只能尽量减少，而不能消 除，常用减少误差的方法是：多次测量求平均值。 6．特殊测量方法： (1)累积法：把尺寸很小的物体累积起来，聚成可以用刻度尺来测量的数量后，再测量出它的总长度，然后除以这些小物体的个数，就可以得出小物体的长度。如测量细铜丝的直径，测量一页纸的厚度. (2) 替代法：有些物体长度不方便用刻度尺直接测 量的，就可用其他物体代替测量。如：怎样测地图上一曲线的长度？ (3) 平移法：方法如图 (a)测硬币直径；(b)测乒乓球直径；(c)测铅笔长度。 (4)估测法:用目视方式估计物体大约长度的方法。 7．机械运动：一个物体相对于另一个物体位置的变化叫机械运动。 8．参照物：在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体(或者说被假定不动的物体)叫参照物.

初中物理知识点基本概念

初中物理知识点基本概念 初中物理知识点其实并不多，大多是是物理概念类的东西了，这里给大家整理了初中物理知识点基本概念，望大家好好复习。1第一章机械运动1.测量长度的常用工具：刻度尺。测量结果要估读到分度值的下一位。2.刻度尺的使用方法：(1)使用前先观察刻度尺的零刻度线、量程和分度值;(2)测量时刻度尺的刻度线要紧贴被测物体;(3) 读数时视线要与尺面垂直。3.测量值和真实值之间的差异叫做误差，我们不能消灭误差，但应尽量减小误差。4.减小误差方法：多次测量求平均值、选用精密测量工具、改进测量方法。5.误差与错误的区别：误差不是错误，错误不该发生，能够避免，而误差永远存在，不能避免。6.物理学里把物体位置的变化叫做机械运动。7.在研究物体的运动时，选作标准的物体叫做参照物。同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物，这就是运动和静止的相对性。8.速度的计算公式：1m/s=3.6km/h2第二章声现象9. 声是由物体的振动产生的。10. 声的传播需要介质，真空不能传声。11.声速与介质的种类和介质的温度有关。15℃空气中的声速为340m/s。12.声音的三个特性是：音调、响度、音色。(音调与物体的振动频率有关;响度与物体的振幅有关;音色与发声体的材料和结构有关。)13.控制噪声的途径：防止噪声的产生、阻断噪声的传播、防止噪声进入人耳。14.为了保证休息和睡眠，声音不能超过50dB;为了保证工作和学习，声音不能超过70 dB;为了保护听力，声音不能超过90 dB。15.声的利用：(1)传递信息：例如声呐、听诊器、B超、回声定位。(2)传递能量：例如超声波清洗钟

表、超声波碎石。3第三章物态变化16.液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。17.使用温度计前应先观察它的量程和分度值。 18.温度计的使用方法：(1)温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁。(2)要等温度计的示数稳定后再读数;(3)读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中，视线要与液柱的上表面相平。19.物态变化：(1)熔化：固→液，吸热(冰雪融化)(2)凝固：液→固，放热(水结冰)(3)汽化：液→气，吸热(湿衣服变干)(4)液化：气→液，放热(液化气)(5)升华：固→气，吸热(樟脑丸变小)(6)凝华：气→固，放热(霜的形成)20.晶体、非晶体的熔化图像：21.液体沸腾的条件：(1)达到沸点(2)继续吸热22.自然界水循环现象中的物态变化：(1)雾、露――――液化(2)雪、霜――――凝华23.使气体液化的途径：(1)降低温度(2)压缩体积4第四章光现象24.光在同种均匀介质中是沿直线传播的;光的传播不需要介质，真空中的光速C=3×108m/s。 25.光的直线传播的现象：影子、日食、月食。光的直线传播的应用：激光引导掘进方向、射击瞄准、小孔成像。26.光的反射定律：(1)反射光线、入射光线、法线在同一平面内;(2)反射光线、入射光线分居法线两侧;(3)反射角等于入射角;(4)在反射现象中，光路是可逆的。27.光的反射分镜面反射和漫反射两类28.平面镜成像特点：像与物体大小相同;像与物体到平面镜的距离相等;平面镜所成像的是虚像。29. 光的折射规律：光从空气斜射入水或其它介质中时，折射光线向法线方向偏折;在光的折射现象中，光路是可逆的。(另：光从一种介质垂直射入另一种介质中时，传播方向不变。)30.光的色散：白光是由红、

半导体物理学第八章知识点

第8章 半导体表面与MIS 结构 许多半导体器件的特性都和半导体的表面性质有着密切关系，例如，晶体管和集成电路的工作参数及其稳定性在很大程度上受半导体表面状态的影响；而MOS 器件、电荷耦合器件和表面发光器件等，本就是利用半导体表面效应制成的。因此．研究半导体表面现象，发展相关理论，对于改善器件性能，提高器件稳定性，以及开发新型器件等都有着十分重要的意义。 §8.1 半导体表面与表面态 在第2章中曾指出，由于晶格不完整而使势场的周期性受到破坏时，禁带中将产生附加能级。达姆在1932年首先提出：晶体自由表面的存在使其周期场中断，也会在禁带中引入附加能级。实际晶体的表面原子排列往往与体内不同，而且还存在微氧化膜或附着有其他分子和原子，这使表面情况变得更加复杂。因此这里先就理想情形，即晶体表面无缺陷和附着物的情形进行讨论。 一、理想一维晶体表面模型及其解 达姆采用图8-l 所示的半无限克龙尼克—潘纳模型描述具有单一表面的一维晶体。图中x ＝0处为晶体表面；x ≥0的区域为晶体内部，其势场以a 为周期随x 变化；x ≤0的区域表示晶体之外，其中的势能V 0为一常数。在此半无限周期场中，电子波函数满足的薛定谔方程为 )0(20202≤=+-x E V dx d m φφφη (8-1) )0()(2202≥=+-x E x V dx d m φφφη (8-2) 式中V (x)为周期场势能函数，满足V (x +a )=V(x )。 对能量E ＜V 0的电子，求解方程(8-1)得出这些 电子在x ≤0区域的波函数为 ])(2ex p[)(001x E V m A x η -=φ (8-3) 求解方程(8-2)，得出这些电子在x ≥0区域中波函数的一般解为 kx i k kx i k e x u A e x u A x ππφ22212)()()(--+= (8-4) 当k 取实数时，式中A 1和A 2可以同时不为零，即方程(8-2)满足边界条件φ1(0)=φ2(0)和φ1'(0)=φ2'(0)的解也就是一维无限周期势场的解，这些解所描述的就是电子在导带和价带中的允许状态。 但是，当k 取复数k =k '+ik ''时（k '和k ''皆为实数），式(8-4)变成 x k x k i k x k x k i k e e x u A e e x u A x '''--''-'+=ππππφ2222212)()()( (8-5) 此解在x→∞或-∞时总有一项趋于无穷大，不符合波函数有限的原则，说明无限周期势场不能有复数解。但是，当A 1和A 2任有一个为零，即考虑半无限时，k 即可取复数。例如令A 2＝0，则 x k x k i k e e x u A x ''-'=ππφ2212)()( (8-6) 图8-l 一维半无限晶体的势能函数

初中物理基础知识点填空题.

初中物理知识点大全 1.1 长度和时间的测量 1.长度的测量是最基本的测量,最常用的工具是。长度的主单位 是 ,用符号表示,我们走两步的距离约是米 . 长度的单位关系是: 1km= m; 1dm= m, 1cm= m; 1mm= m。人的头发丝的直径约为:0.07 地球的半径:6400 4.刻度尺的正确使用:(1.使用前要注意观察它的、和 ; (2.用刻度尺测量时,尺要沿着所测长度,不利用磨损的零刻线; (3.读数时视线要与尺面 ,在精确测量时,要估读到的下一位; (4. 测量结果由和组成。 6.特殊测量方法:(1累积法:把尺寸很小的物体累积起来,聚成可以用刻度尺来测量的数量后,再测量出它的总长度, 然后除以这些小物体的个数, 就可以得出小物体的长度。如测量 细铜丝的直径, 测量一页纸的厚度 .(2平移法:方法如图 : (a测硬币直径; (b测乒乓球直径; (c 测铅笔长度。 (3替代法:有些物体长度不方便用刻度尺直接测量的,就可用其他物体代替测量。 7.测量时间的基本工具是。在国际单位中时间的单位是 (s,它的常用单位有 , 。 1h= min= s. 1.2 机械运动 1. 机械运动:一个物体相对于另一个物体的的改变叫机械运动。

2 . 参照物:在研究物体运动还是静止时被选作的物体 (或者说被假定的物体叫参照物 . 运动和静止的相对性:同一个物体是运动还是静止,取决于所选的。 3. 匀速直线运动:物体在一条直线上运动,在相等的时间内通过的路程都。 (速度不变 4. 速度:用来表示物体的物理量。速度的定义:在匀速直线运动中, 速度等于物体在内 通过的。公式: 速度的单位是: ;常用单位是: 。 1米 /秒 = 千米 /小时 5. 平均速度:在变速运动中,用除以可得物体在这段路程中的快慢程度, 这就是平 均速度。用公式: 日常所说的速度多数情况下是指。 9. 测小车平均速度的实验原理是: 实验器材除了斜面、小车、金属片外,还需要 和。 1.3 声现象 1. 声音的发生:由物体的而产生。停止,发声也停止。 2. 声音的传播:声音靠传播。不能传声。通常我们听到的声音是靠传来的。 3. 声音速度:在空气中传播速度是: 。声音在传播比液体快,而在液体传播又比 体快。利用回声可测距离:总总 vt S s 2 121== 4. 乐音的三个特征: 、、。 (1音调 :是指声音的 , 它与发声体的 ` 有

半导体物理与器件基础知识

9金属半导体与半导体异质结 一、肖特基势垒二极管 欧姆接触：通过金属-半导体的接触实现的连接。接触电阻很低。 金属与半导体接触时，在未接触时，半导体的费米能级高于金属的费米能级，接触后，半导体的电子流向金属，使得金属的费米能级上升。之间形成势垒为肖特基势垒。 在金属与半导体接触处，场强达到最大值，由于金属中场强为零，所以在金属——半导体结的金属区中存在表面负电荷。 影响肖特基势垒高度的非理想因素：肖特基效应的影响，即势垒的镜像力降低效应。金属中的电子镜像到半导体中的空穴使得半导体的费米能级程下降曲线。附图： 电流——电压关系：金属半导体结中的电流运输机制不同于pn结的少数载流子的扩散运动决定电流，而是取决于多数载流子通过热电子发射跃迁过内建电势差形成。附肖特基势垒二极管加反偏电压时的I-V曲线：反向电流随反偏电压增大而增大是由于势垒降低的影响。 肖特基势垒二极管与Pn结二极管的比较：1.反向饱和电流密度（同上），有效开启电压低于Pn结二极管的有效开启电压。2.开关特性肖特基二极管更好。应为肖特基二极管是一个多子导电器件，加正向偏压时不会产生扩散电容。从正偏到反偏时也不存在像Pn结器件的少数载流子存储效应。 二、金属-半导体的欧姆接触 附金属分别与N型p型半导体接触的能带示意图 三、异质结：两种不同的半导体形成一个结 小结：1.当在金属与半导体之间加一个正向电压时，半导体与金属之间的势垒高度降低，电子很容易从半导体流向金属，称为热电子发射。 2.肖特基二极管的反向饱和电流比pn结的大，因此达到相同电流时，肖特基二极管所需的反偏电压要低。 10双极型晶体管 双极型晶体管有三个掺杂不同的扩散区和两个Pn结，两个结很近所以之间可以互相作用。之所以成为双极型晶体管，是应为这种器件中包含电子和空穴两种极性不同的载流子运动。 一、工作原理 附npn型和pnp型的结构图 发射区掺杂浓度最高，集电区掺杂浓度最低 附常规npn截面图 造成实际结构复杂的原因是：1.各端点引线要做在表面上，为了降低半导体的电阻，必须要有重掺杂的N+型掩埋层。2.一片半导体材料上要做很多的双极型晶体管，各自必须隔离，应为不是所有的集电极都是同一个电位。 通常情况下，BE结是正偏的，BC结是反偏的。称为正向有源。附图： 由于发射结正偏，电子就从发射区越过发射结注入到基区。BC结反偏，所以在BC结边界，理想情况下少子电子浓度为零。 附基区中电子浓度示意图： 电子浓度梯度表明，从发射区注入的电子会越过基区扩散到BC结的空间电荷区，